人机接口控制数据采集技术连接人与设备,HMI往往局部到机器,允许用户直接与设备或过程交互使用,而SCADA系统往往位于中央控制室内并用于远程监控设备和工序
包括硬件和软件在内的两种技术从1950年代开始与引进计算机监测管理工序并行演化开发这些装置是为了响应工厂和其他设施不断扩大和机器和过程日益复杂,从而使人更难人工管理。当今HMI和SCADA系统都是产业自动化系统、基础设施和设施密不可分
运维窗口
HMI操作器窗口进入机器或工业控制系统操作符通过硬件软件与控制器交互查看进程状态和历史信息,使工人能够管理机器操作和维护的大部分方面。其目的是提高生产率和效率,降低成本,提高可靠性并创造更安全的工作环境。
HMI显示器范围从带按钮和指示灯的实际控制板到带色图形显示专用HMI软件的工业PC可移植访问信息表板、触屏显示器和可穿戴设备在今日HMI显示市场中所占比重越来越大
HMIs使运算符能够监控进程状态,修改控制设置以改变控制目标,并在发生紧急情况时人工置换自动控制操作并允许控制工程师或运算符配置控制器中的定点或控制算法和参数
HMI屏幕设计最新趋势之一称为高性能HMI基础是深入研究人类对视觉提示的反应 以及屏幕上多色素或图形元素会混淆
研究低性能HMI屏幕主要是灰色的理论,只要设备或系统需要关注高性能HMI支持者表示灰度屏幕最小色通过更好地引导操作者应对高优先级问题,提高操作者情境感知度
监控管理过程
SCAD系统综合硬件和软件,通过实时从操作设备获取数据实现工业流程自动化系统从传感器和监控和管理过程的其他现场设备获取数据
SCAD系统帮助组织:
- 本地或远程控制进程
- 获取、分析并显示实时数据
- 直接与感应器、阀门、泵和电机等工业设备交互
- 记录归档事件供未来参考或报表创建
SCAD架构包括计算机、联网数据通信和图形用户界面,用于高层监督机器和流程程序化逻辑控制器、程序化自动化控制器或工业PC等控件管理工序机器
SCADA术语首创使用于1970年代初十年间工厂楼层微处理器和PLCs使用量增加,使拥有复杂生产过程的公司更容易从设备中收集数据,以更好地监控和控制自动化系统。
SCAD系统收集的信息用于监控和管理持续进程以这种方式它性能类似于HMI,但在全厂或流程层次上SCAD系统遍历无遗,从工厂到基础设施到设施
分布式控制
SCADA的另一变异式是分布式控制系统,自主控制器分布于设施中,没有中央操作器监督控制ads设计提高可靠性并降低安装成本,方法是将控制功能定位近设备,同时维护远程监控DASD系统设计管理过程,而SCAD系统优先级为数据采集
今日SCAD和DAS系统功能非常相似,但DSA系统往往用于大型连续处理厂,这些厂高度可靠性和安全性很重要,控制室地理距离不远。
开机平台
直至最近SCAD系统几乎都面向销售商,这往往使从其他供应商整合硬件和软件难易和昂贵。IT技术如Ethernet、Web应用和结构查询语言数据库移入工厂后,这种情况开始改变。
SCAD和HMI技术继续演进,目标是继续提高这些系统及其监督机器和过程的效率、安全性、生产率和可靠性
值得注意HMI/SCADA预付
HMI和SCAD视觉化技术如此广泛使用自动化技术跨离散加工业垂直自动化世界请求终端用户和集成阅读器权衡HMI/SCADA过去十年来取得哪些最大效果
终端用户表示,三大进步是HMI和连通设备综合开发环境、远程HMI应用和从HMI共享屏幕到另一个系统的能力
系统集成器同意远程HMI应用和综合开发环境是过去十年中最先进技术之一,但称广屏高分辨率显示器为三大先进技术中的第三方选择
30%集成者表示支持大众媒体格式,类似地,没有终端用户引用广屏高分辨率显示为显著进步,尽管50%集成者这么认为。
高性能或高图形
高性能HMI词听起来像一种高级或复杂HMI显示式,现代HMI显示器高性能HMI显示器不甚多色举例说,你不会看到管道主动填充蓝绿流水或水槽下火焰表示主动锅炉运算高性能HMI主要是灰色的,只有设备或系统需要关注
高性能HMI支持者表示灰度屏幕最小色通过更好地引导操作者应对高优先级问题,提高操作者情境感知尽管如此,许多行业专业人员偏爱高图形型HMI显示器喜欢由多色图形提供的现实性, 一些设备制造商表示, 更先进多色HMIs允许OEMs编码帮助HMIs内操作符
结出自动化世界调查突出显示当前对高性能高图形HMI的意见分歧
根据终端使用响应器显示,只有10%使用高性能HMI完全使用,而32%使用高图形HMI大部分回复者(58%)表示使用HMI两种类型
56%客户偏爱高性能HMI屏幕
偏差中的一个关键因素可能归结于行业终端用户和集成者响应者最强终端用户回复者(52%)大都来自批量制造行业(如食品和饮料、药厂),而在连续处理行业中只有23%工作整合响应者主要在连续处理行业工作(64%)。
考虑到连续加工业安全风险较高,整合者答卷者中高性能HMI偏爱水平提高是有道理的
远程访问
响应者对HMI远程访问应用排名为HMI技术过去十年最有益进步之一,55%终端用户表示使用远程HMI应用78%集成符使用远程访问HMI应用
归并者回答说,远程HMI存取-虽然被公认为重要-但尚未广泛使用71%集成者表示25%或更少客户使用技术,而没有任何集成者表示超过75%客户使用技术
在终端用户响应者中,不足20%的响应者将被视为远程HMI访问应用新用52%终端用户使用远程HMI访问aps超过5年
41%终端用户期望未来两年使用远程HMI应用59%不使用这可能反映终端用户应答者目前广泛使用远程HMI访问应用,即最有可能使用远程HMI访问应用的公司已经使用
高性能高图形HMI可视化类型之差一样,本调查终端用户和集成者响应者所代表的行业差异是一个关键因素。连续流程操作的安全和安保方面可能排除远程HMI访问应用的广泛使用,而批量和离散制造行业则基于终端用户响应
云数据
离散批量制造行业与连续处理行业相匹配的一个领域是HMI/SCADA系统与云连接
74%用户表示HMI/SCADA技术与云无关同时,大多数集成者(89%)指出,不到25%客户连接HMI/SCADA云
终端用户和集成器还基本商定使用HMI/SCADA云连接数据分析被指为HMI/SCADA云连接的主要目的,100%终端用户和63%集成器HMI/SCADA数据远程存取(无法直接存取HMI/SCADA软件)也被指为HMI/SCADA云连接的主要使用,57%终端用户和50%集成者表示使用
HMI/SCADA云数据的另一大用法是排除故障,据终端用户称整合者没有引用HMI/SCAD云数据排除故障,但37%整合者注意到HMI/SCADA云数据用于分享其他软件系统,如企业资源规划、制造执行系统以及计算机维护管理系统
HMI/SCAD硬件建议
不足为奇的是,整合器和终端用户响应器的主要建议是查找HMI/SCADA硬件中的工业强健性、耐用性和可靠性除这些显性特征外,整合器和终端用户的建议稍有偏差
集成器强调HMI/SCAD硬件需要内部支持鉴于HMI/SCAD设备的关键性质,如果HMI/SCAD设备有故障,便易替换组件或用内部工程/维护人员交换全单元是避免长段生产停机的关键
一位集成体注意到的较具体的硬件方面涉及寻找HMI/SCADA硬件与RAM超过16GB和至少2.2GB内存支持图形
用户推荐关键特征包括:
- 使用不可知硬件设备为SCAD部署冗余服务器机架和HMI使用工业PC
- 寻找HMI硬件支持驱动连接各种输入
- 制造商提供证据支持设备一致性功能和长生命周期
- 机上网络安全特征
- HTML使用支持
- 平台独立性指可同时使用软件
端端用户建议远程访问HMI/SCAD硬件应“小心检查,因为访问过程无实体存在可能带来安全风险”。
用户还指出HMI/SCAD硬件应适合您的应用用户指出, 获取单HMI多点LC似非必要,
高压另一个终端用户并验证设备电耗满足您的预算并确认连接端口是应用中需要的(Ethernet、串行、USB、Other)
HMI/SCADA软件建议
和HMI/SCADA一样,终端用户和集成器都把弹性和强健性特征作为关键软件能力引用
集成器还表示支持无码/低码操作和视觉定制沿此线,一些集成器还指出,供销中性图形引擎的可取性允许HMI/SCADA软件运行于硬件屏幕上,包括移动片片和泛型监视器
关键HMI/SCADA软件功能由用户推荐包括:
- OPCUA和ISA-95支持
- 自主生成PLC标签的能力
- 综合报警管理支持
- 多数据库连通能力
保留选择程序时通知用户HMI软件中有很多钟声和哨声,奇特特征可压倒用户并应该与期望函数保持上下文关系
