美國水務集團加州(簡稱CAW)公司發現，其位于加州蒙特雷工廠內的監控和數據采集(SCADA)系統一直存在故障，難以維持供水公司所需的高標準，尤其是在加州中部海岸的“缺水”地區。蒙特雷工廠設施的原有SCADA系統頻繁故障，難以滿足水務企業的高標準要求，尤其是在水力資源緊張的沿海區域。通過與系統集成商Flexware Innovation合作，該設施將傳統SCADA系統升級為工業自動化平臺。
此前，美國水務集團各分公司的設施均自行設計可視化界面，導致界面風格、符號布局及操作面板缺乏統一性，遠程故障排查困難。為此，Flexware公司創新性地開發了一套企業級框架，以規范不同工廠系統界面的配色方案、符號布局和面板。
為了創建這個框架，工業自動化平臺軟件提供了可復用的模板和標簽結構，無限許可模式意味著客戶可以實施這個框架，而無需考慮每個設施的規模。
作為框架的開發者，系統集成商是設施的“看門人”。雖然有些裝置已由其它集成商處理，但系統集成商會審查任何添加或變更，以確保高質量的項目實施。Flexware團隊負責人TJ Holt表示：“我們的任務是開發一個任何系統都可以使用的SCADA平臺。”
大規模SCADA系統的遷移
系統集成商與CAW公司密切合作，將蒙特利工廠設施中傳統的SCADA系統遷移到成熟且移動友好的分布式系統。新系統監控和控制著近130個遠程站點，同時向美國水務公司的企業門戶提供關鍵績效指標(KPI)數據。
傳統的SCADA系統無法滿足當前的運營需求，所提供的人機界面比較笨拙，運行人員需要瀏覽多個屏幕才能深入查看KPI，添加傳感器或泵花費的時間也比較多。除了低效的人機界面外，傳統系統還缺乏升級到工業4.0標準的能力，如移動可訪問性、高級數據分析和現代網絡安全措施。
該設施的規模和范圍龐大，遷移到新系統是一項艱巨的任務。該系統在一個平臺上包含120000多個標簽、13000多個OPC標簽和140個可編程邏輯控制器(PLC)。無限制的許可模式，以及既定框架的靈活性和動態性，使系統集成商能夠快速擴展解決方案，盡管項目規模很龐大。
可視化和現代化的HMI軟件設計
Flexware還根據ISA-101高性能人機界面(HMI)標準設計了系統的可視化，用精簡的灰色取代了傳統系統的明亮顏色和不一致的屏幕，以強調變化和報警信息。
為了通過HMI進行導航，系統集成商采用了水務公司的現有結構，并將其按子區域分開，然后將關鍵KPI移動到頁面標題中，以便對各部分系統(如井和儲罐)進行持續監控。
新的人機界面有利于更好地進行報警管理。CAW公司SCADA經理Mike Grondin表示：“采用ISA-101標準模板有助于提前識別潛在問題。”在傳統系統中，低等級報警往往會迷失在過于豐富多彩的顯示中。
為了使報警響應更容易，應用程序內的報警塢聚合了所有報警，并讓主管控制報警的嚴重程度。Grondin說：“主管及以上級別的任何人都可以變更報警內容、發出的報警以及報警級別。”簡化的界面還允許主管在泵、處理和廢水組之間輕松切換，以指示報警和進度管理。
讓SCADA具有隨時隨地的移動訪問性
新系統最關鍵的功能之一是移動響應和可訪問性。這是使用工業自動化平臺軟件中的一個模塊實現的，允許系統集成商開發從桌面平滑過渡到平板電腦和移動設備的屏幕和模板化視圖。
Grondin說：“自動縮放功能允許使用不同的設備。操作員可以坐在油箱或泵所在的現場，也可以在任何地方連接，無需登錄就可以在手機上查看現場狀況。”在高性能框架下，這些屏幕使操作員能夠快速確定系統的狀態，無論他們是身處工廠車間還是正在前往遠程現場的路上。
可訪問性的提高也解決了老舊系統的另一個問題。“我們以前遇到的問題是如果要查看SCADA系統，必須在一個安全的網絡中。”Grondin說，“通過 Ignition系統，我們可以做的一件事就是制作一個不進入安全端的只讀視圖。”
無縫切換的SCADA軟件遷移
Flexware在后臺工作，因為實施不需停止運營。兩個系統并行運行，直到老舊系統可以關閉為止。在Stratus服務器上安裝工業自動化系統“幾乎是無縫的”。Grondin說，“系統集成商通過一個鏈接可以將項目下載到服務器上。它已經預裝了所需要的一切。”
遷移系統的一個關鍵環節是添加設備和更新可編程邏輯控制器(PLC)的標簽位置。據相關人員介紹，工業自動化軟件以服務器為中心的部署和歷史記錄模塊使這一過程變得更容易。
添加位置后，它會更新SQL表，并自動填充SCADA應用程序中的導航標題。將歷史數據庫集成到系統中也是一個巨大的好處。這是一個SQL庫。因此，獲取信息和變更新的標簽位置都是集成的。這不需要任何特殊的編程或變更。
就像安裝一樣，對系統進行更改也很簡單。Holt認為，工業自動化軟件處理升級的方式，遠遠優于以前接觸過的任何其它軟件。它對生產沒有任何影響，也不會出現任何問題。
緊跟工業自動化軟件的發展趨勢
對于操作人員來說，每個系統都有一個學習曲線，但為了便于過渡，系統集成商將某些網關功能轉移到了用戶界面本身。“操作人員可以創建他們自己的自定義趨勢......他們可以將所有數據導出為 .CSV 格式，還可以出于合規原因以報告格式獲取關鍵性能指標。”Holt 說，“他們可以通過用戶界面獲得所有信息。”
使用傳統系統生成報告一直是個麻煩事。新系統可立即生成報告，并提供記錄、下載和保存報告和趨勢的選項。趨勢選項使工程師可以進入并獲取所需的任何時間段內的一個或多個點的數據。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擔。
CAW公司蒙特雷工廠現在擁有一個可擴展到未來的系統，遵循現代最佳實踐，幾乎不需要維護。Holt說：“一旦我們建立了項目，確立了所有標簽，一切就都水到渠成了。我們配置好了可視化視圖，它就可以運行了。”
目前，蒙特雷工廠有30至40名員工使用該系統，CAW公司計劃先在南加州實施Ignition系統，然后在北加州推廣。未來，水務公司的每個人，從首席執行官到辦公室職員，都可以以只讀模式瀏覽系統，以查看運行狀態。
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