不断变化的劳动力推动控制室现代化

未来的控制室就在这里。听起来像是最新高端轿车的汽车品牌宣传活动。然而，对于过程工业来说，没有什么值得信服的——它就在这里。过去8到10年的技术进步，例如更强大的计算能力和移动工具，在物理控制室中产生了更高效的人员，并提供了更多如何控制外部过程的策略。

随着最近的资本项目和控制网络的迁移，一种更深思熟虑的控制室设计也开始出现，因为老工厂减少了控制室的占地面积。“人为因素”是控制室设计目标的一部分，随着过程工厂内复杂性的增加。位于马萨诸塞州戴德姆的分析公司ARC Advisory Group。他在2010年指出，操作员平均要负责300到400个控制回路。

各种自动化供应商、学术界、政府组织和终端用户都在支持人为因素和人体工程学研究。人体工程学因素包括建筑布局、照明、色彩、声音、图形、操作控制台设计和大屏幕。组织包括运营商绩效研究中心(COP，www.operatorperformance.org),的异常情况管理联盟(ASMC)www.asmconsortium.net)而且国际标准组织(ISO，www.iso.org),随着美国化学工程师学会(AIChE，www.aiche.org)过程工业中避风港的建议做法。ISO的11064用户中心设计文件为开发“控制中心人体工程学设计”的最佳实践提供了指导方针。

虽然执行管理层可能不认为在控制室需要更多以用户为中心的设计，但他们应该这样做。据亚利桑那州New River公司总裁Ian Nimmo表示，研究表明，近80%的生产停机是可以避免的，其中一半是由于未被发现的事件或操作人员对情况的认识不足。他是美国用户中心设计服务公司的创始人，也是异常情况管理联盟的创始人。仅在石油化工行业，这种失败的成本估计每年就高达200亿美元。”

德克萨斯州奥斯汀艾默生过程管理公司的DeltaV产品经理Cindy Scott说:“我们开始看到过程客户有很大的兴趣，他们希望真正理解向他们的操作员呈现的信息。“关于新的控制室的重新设计，我看到公司一致努力不重复以前的设计。人们对人类能力的认识和兴趣越来越大。什么能在视觉上吸引我们的注意力，我们应该有多少个显示器，我们能记住什么，以及大屏幕上应该显示什么。”

东京自动化供应商横河电气株式会社(Yokogawa Electric co .)的警惕工厂服务总经理Yasunori Kobayashi表示，人体工程学要求取决于公司的国家或规模，“北美客户普遍重视人体工程学设计，以提高能见度，但西欧或日本客户重视基于知识的设计，以支持运营商的决策。”

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总部位于英国的CCD Designs & Ergonomics Ltd为多个制造部门提供控制室设计最佳实践的咨询服务，包括公用事业、航空、工业设施等。最近，CCD Designs为北海的一个管道运营商项目提供咨询，该项目引入了SCADA系统来控制额外的基础设施。

新的SCADA系统的图形界面与工作站上相邻的其他SCADA系统不一样。例如，据介绍，在泵操作的颜色和图标的使用和警报的术语使用上存在差异CCD的设计(www.ccd-designs.co.uk)。要获得系统之间的一致性，需要进行详细的分析。如果不做这项工作，就会有操作中人为错误的风险。

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随着陈旧的工厂基础设施成为现实，许多资本项目正在采矿、石油和天然气、纸浆和造纸以及水/废水行业中进行。这些大型现代化项目还包括控制室整合。高级技术经理汤姆•威廉姆斯(Tom Williams)表示:“我可以说，去年有很多公司找到我们，希望升级他们的控制室。霍尼韦尔过程解决方案(www.honeywellprocess.com)。“公司正在询问控制室的最佳做法和合适的位置，包括如何将人为因素纳入现有或新的控制室。”

对于控制室设计，霍尼韦尔提供其操作员角色复杂性分析软件。该软件将该公司的运营与其他霍尼韦尔客户的数据库进行比较，并根据数据提出建议异常情况管理联盟的(www.asmconsortium.net)以用户为中心的最佳实践。霍尼韦尔是ASMC的创始成员之一。

控制室整合是大多数流程工厂在现代化项目期间执行的一个问题，例如控制系统迁移。莫斯科的JSC Gazprom Neft进行了接洽日本横河(www.yokogawa.com)解决这一问题，并就如何减少40个操作控制室提供建议。由于控制室数量过多，控制操作员无法共享实时信息，协调操作或快速执行更改。横川建议采取更综合的办法，每年可节省400万美元。

该研究提出了多种整合方案，其中一种方案包括一个主要的生产管理中心，董事会控制人员和生产计划人员将位于远离工艺应用程序的地方。附近的三个卫星中心将包括现场操作人员和维护人员。横河的整合建议指出，物理控制室的数量急剧减少，大约减少了70%。

现代化基础设施
在明尼苏达州的圣保罗。，伦敦市政局环境服务处(MCES)正在升级其现有的七个水/废水处理厂。主要污水处理厂的现代化项目，称为城市污水处理厂，包括更换旧的，不可维护的plc施耐德电气的(www.schneider-electric.com)Modicon量子控制器——总共36个机柜。大都会工厂是该系统中最大的工厂，每天有2亿加仑的废水在该处理厂处理，最终排放到密西西比河。

市立环境服务(MCES)过程计算机经理Roger Knuteson说:“PLC的替换使我们可以用一个控制架构设置(包括操作界面)来标准化所有7个工厂。“我们真的很想这样做，因为我们的操作员轮流在七个县的所有七个工厂工作。每个工厂的员工配备都是不同的，事实上，有些工厂并不是24小时工作的。

大都会工厂在最新的重新设计中去掉了一个中央控制室，主要是由于工厂的规模和功能。“我们把大都会工厂分成两个业务部门。一个控制室专门控制液体，另一个控制室负责工厂这些部分的固体。所以你有一组控制操作人员，只专注于焚烧-脱水-和另一种液体的一级、二级和消毒处理。”该地区的大部分垃圾都由地铁处理厂处理。这七个污水处理厂通过数百英里长的截流管接收废水。工厂的新设计包括控制室附近的会议区，用于讨论工作订单、计划的设备维护、更改流程或定期的周一上午协调会议，Knuteson补充说。

目前，大都会工厂的控制室使用英维思集团运营管理的(iom.invensys.com)加利福尼亚州的Lake Forest, Wonderware InTouch 10.0操作工作站和InSQL 9.0服务器。展望未来，工厂希望迁移到InTouch 10.5和histore2012 R2，并最终考虑迁移到系统平台、终端服务器、瘦客户机和分层史学家。

控制室扩张
在Metropolitan工厂，操作人员可以从现场或控制室控制过程，扩展了废水行业传统控制室的定义。他说:“我们有中央控制室(电脑)，里面供人们查看的工作站数量有限。但是，我们在处理区域本身也有工作站，这样人们就不需要跑回计算机房去做一些事情，”Knuteson说。

城域控制操作员—控制操作员和现场操作员是一体的，在PanelView 1500M固定显示器中使用罗克韦尔自动化(www.rockwellautomation.com),密尔沃基,威斯康星州。这些单一用途的设备控制多个plc，并放置在工厂内的战略位置。根据Knuteson的说法，MCES正在考虑一种无线应用策略，并希望用平板电脑取代固定面板显示器，这种平板电脑提供相同的功能，但增加了所需的灵活性。

克努特森补充说:“我们已经开始研究如何在污水处理厂实施移动策略，并于2012年夏天在一个工厂进行了一个原型。”“工厂原型测试了网络通信和冗余;如果网络出现故障，我们需要有能力与PLC和设备进行通信。”在试点项目中使用的平板电脑是Motion f5系列坚固的平板电脑，由明尼苏达州白熊湖(White Bear Lake)提供Lowry计算机产品(www.lowrycomputer.com)。工厂的成本论证计划是运行固定的PanelViews到失效，并通过在控制室中增加坞站来减少所需的HMI许可证的数量。

克努特森说，试点项目是成功的，但控制操作员想要的不仅仅是通过平板电脑处理信息;他们想要访问企业信息。“作业人员对流程功能的反馈非常好。然而，运营商表示，如果(他们)能在(他们的)平板电脑上找到工单和维修数据就好了。”“因此，我们现在面临的挑战是整合不同的数据网络。我们需要整合实验室、企业和维护数据库和应用程序。”

Knuteson说，在当前的控制室中，操作员工作站可以访问业务(企业)信息、来自业务中心的工作订单、采购订单、工时卡，“以及运行业务和运行流程所需的任何其他东西。”因此，“如果操作人员离开控制室到现场，”他说，“本质上，他们需要把控制室也带走。”