Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
 


 

Рынок, отрасль, люди - в интервью и репортажах Ua.Automation.com

SCADA и HMI системы нового поколения

SCADA и HMI системы нового поколения

 

Фил Кулинг, директор по продуктовому маркетингу Wonderware в Schneider Electric
 
C 80-ых годов прошлого века, когда я начал работать с системами SCADA и HMI-системами, изменилась, образно говоря, не только мода на прически. В то время не было готовых для употребления программных продуктов SCADA или HMI; каждый проект требовал большой, сложной и дорогой системы, основанной на миникомпьютере, таком, как DEC PDP или VAX. Каждый проект обычно включал модификации и дополнительный код, взятый из предыдущих проектов. Вдобавок к этому, определение требований было длительным, тяжелым и дорогим процессом, а его итоги определяли функциональность, которая будет жестко прописана в системе – обычно, на весь срок ее жизни. 
 
Большая часть технологий, которые мы сегодня принимаем как данность и как существенную часть нашей жизни, 30 лет назад не была даже предметом смутных мечтаний для большинства. Смартфоны, планшеты, интернет, жесткие диски на много терабайт и даже полноцветные плоские мониторы были еще далеко. В то время, когда появились HMS, основанные на Windows (1987), когда уже появились персональные ПК и Microsoft Windows, даже компьютерная мышь еще считалась уникальным образцом технологий. Однако теперь HMI стали настолько незаменимыми, что как сейчас тяжело представить, как раньше жизнь шла без интернета, так же тяжело представить, как промышленные компании добивались успеха без HMI и SCADA, основанных на ПК.
 
И хотя весь технологический мир радикально изменился по сравнению с 1987 годом, мы все еще используем те же самые названия – HMI и SCADA— для описания систем реального времени, находящихся в основе так многих промышленных процессов. И это неправильно, так как предполагает некое равенство между тем, что могут предложить современные системы и те, первого поколения. И даже непонятно, почему так происходит. Большинство технологий и продуктов обычно называются новыми именами по мере того, как они эволюционируют. К примеру, телефон стал кнопочным телефоном, потом мобильным телефоном, потом «раскладушкой», теперь – смартфоном. Сначала у нас были системы CIM, потом MRP и MRP II, теперь – ERP. Тем не менее, продукты, которые мы продолжаем называть HMI и SCADA сегодня так же отличаются от своих предшественников, как самые крутые смартфоны от старых дисковых телефонов. И хотя мы по-прежнему можем делать телефонные звонки с помощью смартфонов и рисовать на экране сегодняшних HMI, ассоциируя рисунки с физическим вводом/выводом – если это все, что мы делаем с этими устройствами, то мы явно используем их не так.
 
Хотя современные системы SCADA и HMI по-прежнему могут выполнять те же базовые функции, что и в прежние дни, требования бизнеса, соответствующие технологии и драматически меняющаяся роль операторов продолжают стимулировать быструю эволюцию этих систем.
 
Маркетологи часто говорят о «новом поколении» в контексте программных систем, но HMI и SCADA прошли через ряд тихих революций за последние годы. Со всеми новыми, мощными и инновационными возможностями, то что нужно, для получения максимума от HMI нового поколения – поразмыслить на новом уровне об их применении.
 
Визуализируйте процессы и бизнес, а не только оборудование
 
Первая часть мышления следующего поколения – признать, что наш операционный фокус сместился с оборудования на роли. Операционный персонал отвечает за все большие зоны предприятий, а то и за многочисленные предприятия. Для того, чтобы обеспечить успех, необходимо во многих случаях улучшать, а то и полностью изменять формы представления физического оборудования на HMI-экранах, независимо от того, насколько сложным оно может быть. HMI-экраны и приложения должны помогать операторам визуализировать логические разделы или логические операции процессов. Логическим разделом может быть производственная линия, целое предприятие или даже ряд предприятий, разбросанных на обширной территории. Логической операцией может быть экран или экраны, специально разработанные для оптимизации запуска или остановки процесса. Мы называемой это дизайном, ориентированным на цель, где экраны HMI/SCADA планируются и внедряются для поддержки специфических операционных целей. Это очень сильно отличается от большинства HMI, ориентированных на инструментальные диаграммы и содержащих бесчисленные насосы, емкости, клапаны, трубопроводы. Когда принципы дизайна HMI, ориентированного на цель, соответствуют целям бизнеса, преимущества могут быть очень серьезными. 
 
Сравнение плохих, хороших и лучших практик в дизайне HMI
 
Представляйте информацию, готовую для действий, а не «голые данные»
 
Традиционные подходы к HMI близко ассоциируются с физическими вводами и выводами управляемой системы, а также, с графическим представлением на экране HMI. На заре эпохи HMI средства автоматизации были очень дорогими, точек данных I/O, подлежащих управлению, было немного, и представлять их в виде показаний переменных прямо на экране HMI было вполне логичным. Системы HMI и SCADA представляли простые переменные I/O в форме “тэгов” и графически анимации и репрезентации, доступные в ранних версиях HMI, отлично подходили для таких задач. Затем на операторов «обрушилась» задача понимания, что значит каждая из переменных, и как на них реагировать. В итоге, операторы начали нуждаться в годах опытах для правильной интерпретации данных.  
 
Вернемся в сегодняшний день. Объемы данных в режиме реального времени ошеломляют, как и количество точек ввода/вывода. Непрерывное представление всех этих физических данных с помощью старомодных техник является не только сложнейшей инженерной задачей, но и непосильной нагрузкой для операторов. Требования к опыту и профессиональному уровню, необходимые для извлечения полезной информации из всех этих данных, будут чрезвычайно высокими, а когнитивная нагрузка на оператора – экстремальной.
 
Мышление нового поколения предполагает, что современные системы HMI и SCADA должны представлять информацию в форме “объектов”, которые предлагают более логичный вид данных. Кроме того, HMI нового поколения добавляют контекст всем данным и делают стандартизацию и разработку более продуктивными. Использование объектов для представления оборудования в системах автоматизации не ново, тем не менее, многие внедрения HMI и SCADA до сих пор полно не используют преимущества объектных возможностей, которые есть у используемых систем. Объекты позволяют объединять большие группы связанных вводов/выводов, вместе с ограничениями, информацией тревог, графическими представлениями и информацией о коммуникациях оборудованиях. Когда такая информация организуется и представляется в надлежащей и понятной манере – это не только существенно снижает когнитивную нагрузку на оператора, но и существенно помогает неопытным операторам достигать эффективности своих более опытных коллег.
 
Достигать эффективности через ситуационную осведомленность
 
Фраза “ситуационная осведомленность” присутствует в отраслевом словаре уже достаточно долгое время, особенно в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях, где очень важна безопасность. Сегодня она становится важной практически для всех отраслей.  
 
 
Пример «лучших практик» в дизайне HMI в применении к реальным сценариям – в данном случае, фильтрации воды.
 
Ситуационная осведомленность – это не свойство системы HMI или SCADA. Это – ценное преимущество,которое пользователи и операторы получают от экранов и интерфейсов, разработанных с применением лучших практик.
 
Эти лучшие практики были разработаны в отраслях, где безопасность играет ключевую роль, с тем, чтобы обеспечить максимальную эффективность оператора и устранить риск нештатных ситуаций, потенциально ведущих к катастрофе. Теперь эти проверенные принципы применяются для максимизации производительности и доступности, при одновременной минимизации расходов на сырье, энергопотребления, отходов. Как правило, их можно применить практически в любой отрасли. Это особенно важно, когда мы рассматриваем быструю и постоянно меняющуюся глобальную экономику, конкурентную среду, естественные науки, стоимость и источники энергии и много другое.
 
 
С технической точки зрения эти принципы можно было применять в разработке HMI уже долгое время, однако, необходимая экспертиза до последних лет очень редко встречалась и очень дорого стоила. Кроме того, архитектура большинства HMI-систем не позволяла производителям ПО неуклонно следовать этим принципам при разработке своих продуктов. Бремя разработки «правильных» экранов HMI, в основном, возлагалось на плечи непосредственных внедренцев. Более того, большинство пользователей HMI, не знакомых с этими техниками или не понимающих, насколько выгодными они могут быть, не включали само понятие «ситуационная осведомленность» в свои проекты HMI. Наиболее современные системы HMI и SCADA сегодня обеспечивают мощную поддержку этих принципов и непосредственно используют «лучшие практики» в своих продуктах. Это – ключевая перемена в процессе разработки. Вместо того, чтобы заниматься разработкой графики, команды разработчиков теперь могут фокусироваться на тех решениях, которые должны принимать операторы для максимизации бизнес-результатов. Затем они просто будут разрабатывать пользовательские интерфейсы из стандартных компонентов для облегчения принятия соответствующих решений. При правильном выборе ПО HMI и мышлении следующего поколения, внедрение лучших практик может быть простым, эффективным и очень ценным.
 
Эволюционируйте от наблюдения до предсказания для улучшения принятия решений
 
Традиционный подход демонстрации простых числовых данных или представления простой переменной, указывающей на уровень, давление, температуру, поток и т.д., всего лишь позволяет передать упрощенную информацию оператору. Это – обычное восприятие: оператор может быстро оценить показатель, но это почти все, что для него доступно в такой ситуации. Как эта простая информация будет обрабатываться, будет сильно зависеть от опыта оператора. Добавление контекстной информации относительно ожидаемого показателя, а также, текущего показателя, позволяет HMI помочь оператору понять информацию. При таком подходе HMI обогащает и поднимает оператора с конкретным опытом на новый уровень. Кроме того, оператор перестает сильно зависеть от его или ее способности помнить множество переменных, характеризующих процесс.
Следующая возможность – сделать так, чтобы система помогала определить, требуется ли действие, и указывала последствия того, что произойдет в случае, если действие будет предпринято, и если нет. Это можно назвать предсказанием, возможным благодаря тому, что система сняла основную часть когнитивной нагрузки с оператора. Предсказание – вершина достижений современных HMI и SCADA – позволяет даже неопытным операторам быстро понимать особенности поведения незнакомой системы и предугадывать последствия своих действий. Основные современные HMI и SCADA-системы полностью реализуют этот операционный уровень, благодаря дизайну, ориентированному на достижение целей, эффективной структуре окон, эффективному использованию цвета, действенному управлению тревогами и эффективными элементами дизайна.
 
Следующее поколение
 
Глубокая поддержка ситуационной осведомленности и дизайн, ориентированный на цели, присутствует в ПО HMI и SCADA, доступном уже сегодня. Последнее поколение HMI живет уже не только на экране PК. Теперь эти системы являются частью инфраструктуры, обеспечивают критическую информацию, готовую для действий, для сотрудников, принимающих решения по всей организации. Кроме того, эти устройства доступны на широком спектре устройств: ноутбуки, планшеты, смартфоны и даже «умные» часы. Современная технология HMI позволяет интеграцию информации из многочисленных источников: камеры, системы поддержки, веб-сервисы, системы учета активов, системы планирования и конечно вводы/выводы от локального и удаленного оборудования. Сегодняшнее ПО HMI и SCADA уже обеспечивает невероятные возможности, делающие пользователей и операторов намного более продуктивными, и, при этом, кардинально уменьшают время, необходимое для обучения новых операторов.  
 
Конечно, пользователь – не единственное заинтересованное лицо, когда дело доходит до этих систем. Системы HMI/SCADA следующего поколения делают для инженеров и архитекторов систем намного более легкими задачи внедрения и поддержки всех новомодных функций в безопасной и эффективной манере, с соблюдением всех стандартов. Системы следующего поколения также позволяют инженерным командам использовать результаты уже проделанной работы в максимальной степени, масштабируя новые системы и поддерживая их удаленно.
 
В конечном итоге, HMI нового поколения – это то, что вы будете рано или поздно внедрять. Они уже действительно доступны, используются некоторыми компаниями, а темп эволюции только растет. HMI и SCADA следующего поколения – это мышление следующего поколения: взглянуть по-новому на то, как использовать эти продукты; понять, какие проблемы может решить новых подход; найти новые возможности. Очень велики шансы, что ПО, которое поможет вам достичь своих целей, уже существует.