傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)升級(jí)方向：工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)

　　【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】升級(jí)后的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCAD)系統(tǒng)具有更高的可擴(kuò)展性和移動(dòng)可訪問(wèn)性，使水務(wù)公司提高了設(shè)施的運(yùn)營(yíng)效率、合規(guī)性和報(bào)告能力。
 

　　美國(guó)水務(wù)集團(tuán)加州(簡(jiǎn)稱CAW)公司發(fā)現(xiàn)，其位于加州蒙特雷工廠內(nèi)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)一直存在故障，難以維持供水公司所需的高標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在加州中部海岸的“缺水”地區(qū)。蒙特雷工廠設(shè)施的原有SCADA系統(tǒng)頻繁故障，難以滿足水務(wù)企業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其是在水力資源緊張的沿海區(qū)域。通過(guò)與系統(tǒng)集成商Flexware Innovation合作，該設(shè)施將傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)升級(jí)為工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)。
 

　　此前，美國(guó)水務(wù)集團(tuán)各分公司的設(shè)施均自行設(shè)計(jì)可視化界面，導(dǎo)致界面風(fēng)格、符號(hào)布局及操作面板缺乏統(tǒng)一性，遠(yuǎn)程故障排查困難。為此，F(xiàn)lexware公司創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)了一套企業(yè)級(jí)框架，以規(guī)范不同工廠系統(tǒng)界面的配色方案、符號(hào)布局和面板。
 

　　為了創(chuàng)建這個(gè)框架，工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)軟件提供了可復(fù)用的模板和標(biāo)簽結(jié)構(gòu)，無(wú)限許可模式意味著客戶可以實(shí)施這個(gè)框架，而無(wú)需考慮每個(gè)設(shè)施的規(guī)模。
 

　　作為框架的開(kāi)發(fā)者，系統(tǒng)集成商是設(shè)施的“看門(mén)人”。雖然有些裝置已由其它集成商處理，但系統(tǒng)集成商會(huì)審查任何添加或變更，以確保高質(zhì)量的項(xiàng)目實(shí)施。Flexware團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人TJ Holt表示：“我們的任務(wù)是開(kāi)發(fā)一個(gè)任何系統(tǒng)都可以使用的SCADA平臺(tái)。”
 

　　大規(guī)模SCADA系統(tǒng)的遷移
 

　　系統(tǒng)集成商與CAW公司密切合作，將蒙特利工廠設(shè)施中傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)遷移到成熟且移動(dòng)友好的分布式系統(tǒng)。新系統(tǒng)監(jiān)控和控制著近130個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn)，同時(shí)向美國(guó)水務(wù)公司的企業(yè)門(mén)戶提供關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(KPI)數(shù)據(jù)。
 

　　傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)無(wú)法滿足當(dāng)前的運(yùn)營(yíng)需求，所提供的人機(jī)界面比較笨拙，運(yùn)行人員需要瀏覽多個(gè)屏幕才能深入查看KPI，添加傳感器或泵花費(fèi)的時(shí)間也比較多。除了低效的人機(jī)界面外，傳統(tǒng)系統(tǒng)還缺乏升級(jí)到工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)的能力，如移動(dòng)可訪問(wèn)性、高級(jí)數(shù)據(jù)分析和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)安全措施。
 

　　該設(shè)施的規(guī)模和范圍龐大，遷移到新系統(tǒng)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。該系統(tǒng)在一個(gè)平臺(tái)上包含120000多個(gè)標(biāo)簽、13000多個(gè)OPC標(biāo)簽和140個(gè)可編程邏輯控制器(PLC)。無(wú)限制的許可模式，以及既定框架的靈活性和動(dòng)態(tài)性，使系統(tǒng)集成商能夠快速擴(kuò)展解決方案，盡管項(xiàng)目規(guī)模很龐大。
 

　　可視化和現(xiàn)代化的HMI軟件設(shè)計(jì)
 

　　Flexware還根據(jù)ISA-101高性能人機(jī)界面(HMI)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的可視化，用精簡(jiǎn)的灰色取代了傳統(tǒng)系統(tǒng)的明亮顏色和不一致的屏幕，以強(qiáng)調(diào)變化和報(bào)警信息。
 

　　為了通過(guò)HMI進(jìn)行導(dǎo)航，系統(tǒng)集成商采用了水務(wù)公司的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，并將其按子區(qū)域分開(kāi)，然后將關(guān)鍵KPI移動(dòng)到頁(yè)面標(biāo)題中，以便對(duì)各部分系統(tǒng)(如井和儲(chǔ)罐)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控。
 

　　新的人機(jī)界面有利于更好地進(jìn)行報(bào)警管理。CAW公司SCADA經(jīng)理Mike Grondin表示：“采用ISA-101標(biāo)準(zhǔn)模板有助于提前識(shí)別潛在問(wèn)題。”在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，低等級(jí)報(bào)警往往會(huì)迷失在過(guò)于豐富多彩的顯示中。
 

　　為了使報(bào)警響應(yīng)更容易，應(yīng)用程序內(nèi)的報(bào)警塢聚合了所有報(bào)警，并讓主管控制報(bào)警的嚴(yán)重程度。Grondin說(shuō)：“主管及以上級(jí)別的任何人都可以變更報(bào)警內(nèi)容、發(fā)出的報(bào)警以及報(bào)警級(jí)別。”簡(jiǎn)化的界面還允許主管在泵、處理和廢水組之間輕松切換，以指示報(bào)警和進(jìn)度管理。
 

　　讓SCADA具有隨時(shí)隨地的移動(dòng)訪問(wèn)性
 

　　新系統(tǒng)最關(guān)鍵的功能之一是移動(dòng)響應(yīng)和可訪問(wèn)性。這是使用工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)軟件中的一個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的，允許系統(tǒng)集成商開(kāi)發(fā)從桌面平滑過(guò)渡到平板電腦和移動(dòng)設(shè)備的屏幕和模板化視圖。
 

　　Grondin說(shuō)：“自動(dòng)縮放功能允許使用不同的設(shè)備。操作員可以坐在油箱或泵所在的現(xiàn)場(chǎng)，也可以在任何地方連接，無(wú)需登錄就可以在手機(jī)上查看現(xiàn)場(chǎng)狀況。”在高性能框架下，這些屏幕使操作員能夠快速確定系統(tǒng)的狀態(tài)，無(wú)論他們是身處工廠車間還是正在前往遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的路上。
 

　　可訪問(wèn)性的提高也解決了老舊系統(tǒng)的另一個(gè)問(wèn)題。“我們以前遇到的問(wèn)題是如果要查看SCADA系統(tǒng)，必須在一個(gè)安全的網(wǎng)絡(luò)中。”Grondin說(shuō)，“通過(guò) Ignition系統(tǒng)，我們可以做的一件事就是制作一個(gè)不進(jìn)入安全端的只讀視圖。”

 

　　無(wú)縫切換的SCADA軟件遷移
 

　　Flexware在后臺(tái)工作，因?yàn)閷?shí)施不需停止運(yùn)營(yíng)。兩個(gè)系統(tǒng)并行運(yùn)行，直到老舊系統(tǒng)可以關(guān)閉為止。在Stratus服務(wù)器上安裝工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)“幾乎是無(wú)縫的”。Grondin說(shuō)，“系統(tǒng)集成商通過(guò)一個(gè)鏈接可以將項(xiàng)目下載到服務(wù)器上。它已經(jīng)預(yù)裝了所需要的一切。”
 

　　遷移系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是添加設(shè)備和更新可編程邏輯控制器(PLC)的標(biāo)簽位置。據(jù)相關(guān)人員介紹，工業(yè)自動(dòng)化軟件以服務(wù)器為中心的部署和歷史記錄模塊使這一過(guò)程變得更容易。
 

　　添加位置后，它會(huì)更新SQL表，并自動(dòng)填充SCADA應(yīng)用程序中的導(dǎo)航標(biāo)題。將歷史數(shù)據(jù)庫(kù)集成到系統(tǒng)中也是一個(gè)巨大的好處。這是一個(gè)SQL庫(kù)。因此，獲取信息和變更新的標(biāo)簽位置都是集成的。這不需要任何特殊的編程或變更。
 

　　就像安裝一樣，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更改也很簡(jiǎn)單。Holt認(rèn)為，工業(yè)自動(dòng)化軟件處理升級(jí)的方式，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于以前接觸過(guò)的任何其它軟件。它對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有任何影響，也不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。
 

　　緊跟工業(yè)自動(dòng)化軟件的發(fā)展趨勢(shì)
 

　　對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)，每個(gè)系統(tǒng)都有一個(gè)學(xué)習(xí)曲線，但為了便于過(guò)渡，系統(tǒng)集成商將某些網(wǎng)關(guān)功能轉(zhuǎn)移到了用戶界面本身。“操作人員可以創(chuàng)建他們自己的自定義趨勢(shì)......他們可以將所有數(shù)據(jù)導(dǎo)出為 .CSV 格式，還可以出于合規(guī)原因以報(bào)告格式獲取關(guān)鍵性能指標(biāo)。”Holt 說(shuō)，“他們可以通過(guò)用戶界面獲得所有信息。”
 

　　使用傳統(tǒng)系統(tǒng)生成報(bào)告一直是個(gè)麻煩事。新系統(tǒng)可立即生成報(bào)告，并提供記錄、下載和保存報(bào)告和趨勢(shì)的選項(xiàng)。趨勢(shì)選項(xiàng)使工程師可以進(jìn)入并獲取所需的任何時(shí)間段內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。只需下載，然后就可以將其輸入到圖表、Excel表以及所需的任何東西，這大大減輕了操作員的工作負(fù)擔(dān)。
 

　　CAW公司蒙特雷工廠現(xiàn)在擁有一個(gè)可擴(kuò)展到未來(lái)的系統(tǒng)，遵循現(xiàn)代最佳實(shí)踐，幾乎不需要維護(hù)。Holt說(shuō)：“一旦我們建立了項(xiàng)目，確立了所有標(biāo)簽，一切就都水到渠成了。我們配置好了可視化視圖，它就可以運(yùn)行了。”
 

　　目前，蒙特雷工廠有30至40名員工使用該系統(tǒng)，CAW公司計(jì)劃先在南加州實(shí)施Ignition系統(tǒng)，然后在北加州推廣。未來(lái)，水務(wù)公司的每個(gè)人，從首席執(zhí)行官到辦公室職員，都可以以只讀模式瀏覽系統(tǒng)，以查看運(yùn)行狀態(tài)。