如何在一個自動化平臺上集成SCADA、HMI和MES系統(tǒng)？

時間：2021-08-31 11:41:20 發(fā)布：自動化網(wǎng) 來源：控制工程中文版第一對焦：InductiveAutomation

通過自動化平臺，Veoneer可以查看生產(chǎn)、停機(jī)時間、可追溯性、數(shù)據(jù) 分析和其它指標(biāo)的改進(jìn)。圖片提供：Inductive Automation

作者 | Jim Meyers

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針對多個行業(yè)進(jìn)行的系統(tǒng)集成案例研究表明，在一個集成的工業(yè)自動化平臺上使用SCADA系統(tǒng)、HMI和MES，有助于降低項目成本，提高效率。

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針對多個行業(yè)進(jìn)行的系統(tǒng)集成案例研究表明，在一個集成的、可擴(kuò)展工業(yè)自動化平臺上使用監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)、人機(jī)界面(HMI)和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，有助于降低項目成本，提高效率。2020年Inductive Automation公司的Firebrand大獎被頒給了SCADA、HMI和MES項目，因為它們?yōu)橹圃炱髽I(yè)帶來了巨大收益。6個獲獎的項目分布在多個行業(yè)，它們均使用了Ignition工業(yè)自動化通用平臺幫助其提升運營效率。

升級SCADA系統(tǒng)以提升運行效率

Brock Solutions公司用1套SCADA系統(tǒng)替換了7套舊的SCADA系統(tǒng)，來升級多倫多皮爾遜國際機(jī)場的行李處理系統(tǒng)。該機(jī)場是加拿大最繁忙的機(jī)場，2019年為5000萬乘客提供服務(wù)。其雄心勃勃的“行李2025”計劃，旨在改善整個行李處理流程并提升效率。屆時它將擁有一個強(qiáng)大的行李寄存系統(tǒng)，這或?qū)⑹潜泵朗讉€此類系統(tǒng)。

▎AriZona的新工廠每年生產(chǎn)超過6000萬箱飲料，使用Ignition軟件可以集成來自自動化5個堆棧層的數(shù)據(jù)。

借助新SCADA軟件的無限許可模式，該系統(tǒng)可處理多達(dá)280,000個標(biāo)簽。它可連接到最多128個可編程邏輯控制器(PLC)，具有7個冗余網(wǎng)關(guān)。該系統(tǒng)的每個部分都與現(xiàn)有部分并行在線，因此可以在不影響運行的情況下進(jìn)行全面測試。新系統(tǒng)不僅可以提高效率，還可與合作伙伴共享更多數(shù)據(jù)。

“機(jī)場正在重新設(shè)計其行李處理系統(tǒng)，” Brock公司SmartSuite業(yè)務(wù)經(jīng)理Mark Holbrook說，“由于具有統(tǒng)一的外觀和使用體驗，新系統(tǒng)要好用得多，是未來擴(kuò)展的理想平臺。”

大多倫多地區(qū)機(jī)場管理局的行李系統(tǒng)容量和基礎(chǔ)設(shè)施副總監(jiān)Jose Salamo對此表示認(rèn)同。他說：“我們最終實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，并可以在大型控制室中操作應(yīng)用軟件。這是行李服務(wù)效率方面的一大進(jìn)步。”

增加飲料生產(chǎn)線的可見性

Vertech公司為AriZona的新建工廠部署了新的SCADA/MES系統(tǒng)。該工廠有6條生產(chǎn)線，每年可生產(chǎn)超過6000萬箱飲料，新工廠創(chuàng)建了6個不同的SCADA和MES項目，包括ISA-88批處理控制、手機(jī)屏幕和儀表板等。AriZona對其業(yè)務(wù)和生產(chǎn)流程具有完全的可見性，包括總體設(shè)備效率、停機(jī)時間跟蹤、詳細(xì)的生產(chǎn)計劃以及與ERP/MES接口的流程訂單、批次配方管理和成品報告。

▎批次信息只是連接到AriZona ERP系統(tǒng)的眾多內(nèi)容之一。此外還包括 ISA-88批處理控制、手機(jī)屏幕以及使用Ignition軟件的儀表板。

Vertech解決方案架構(gòu)師Paul Warning說：“該解決方案可在自動化堆棧的所有5個層中獲取信息，創(chuàng)建一個以數(shù)據(jù)為中心的流程，使數(shù)據(jù)與產(chǎn)品本身一樣有價值。這些數(shù)據(jù)會幫助用戶提高效率，并確定需要改進(jìn)的地方。”

實時數(shù)據(jù)還有助于準(zhǔn)時制(JIT)生產(chǎn)。“能夠?qū)ES與ERP集成對我們非常重要，”AriZona公司的質(zhì)量經(jīng)理Alex Hunt說，“這確保了在ERP中，考慮所有已經(jīng)購買以及每個制造批次中所使用的物料。從質(zhì)量管理的角度來看，我們清楚每批次都使用了哪些成分，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的可追溯性。”

垃圾填埋場的數(shù)字化升級

北美領(lǐng)先的綜合環(huán)境解決方案提供商WM，擁有260個活躍的垃圾填埋場，并擁有超過2000萬的客戶。WM公司的目標(biāo)是利用SCADA系統(tǒng)改善日常運營，更好地為其運營所在的社區(qū)提供服務(wù)、保護(hù)環(huán)境并改善垃圾填埋場員工的生活質(zhì)量。WM在加拿大艾伯塔省West Edmonton的垃圾填埋場實現(xiàn)了這些目標(biāo),并將其SCADA解決方案推廣到其它垃圾填埋場。

在新的垃圾填埋場，工作人員可通過臺式計算機(jī)、筆記本電腦、平板電腦和智能手機(jī)訪問屏幕。儀表盤和地圖有助于對數(shù)據(jù)的理解，天氣信息也被整合到解決方案中。自動報告還可以加快WM的處理速度，并且合規(guī)數(shù)據(jù)幾乎是實時的。

“該平臺使我們的運營團(tuán)隊可以更好地管理現(xiàn)場的環(huán)保設(shè)備。”WM公司的高級自動化經(jīng)理Dennis Siegel說，“這還使我們的團(tuán)隊能夠?qū)崟r調(diào)整以適應(yīng)不斷變化的地面條件。它使我們能夠使用數(shù)據(jù)科學(xué)和數(shù)據(jù)分析,來重塑我們對垃圾填埋場的思考方式。”

▎Veoneer的新SCADA/MES系統(tǒng)可以更好地了解生產(chǎn)線上的情況，從而降低成本。

完全可配置的解決方案

Veoneer公司是汽車行業(yè)安全系統(tǒng)的全球領(lǐng)先供應(yīng)商， Flexware公司為其生產(chǎn)工廠部署了SCADA/MES系統(tǒng)。新SCADA/MES系統(tǒng)為Veoneer提供了更多數(shù)據(jù)，并可處理產(chǎn)品可追溯性、庫存管理、生產(chǎn)運行管理等。Flexware構(gòu)建了一個完全可配置的解決方案，使Veoneer可以完全從客戶端進(jìn)行管理，而無需進(jìn)行后端修改。它讓客戶自己能夠快速變更，而在以前這是無法實現(xiàn)的。

在生產(chǎn)、停機(jī)時間、可追溯性等方面，Veoneer已實現(xiàn)了顯著改進(jìn)。由于可以更好的了解生產(chǎn)線的實時運行狀態(tài)，因此可以降低成本。在數(shù)據(jù)、故障、質(zhì)量和其它指標(biāo)的分析方面也得到了改進(jìn)。

“相比復(fù)雜的舊系統(tǒng)，新系統(tǒng)要靈活得多。”Veoneer工業(yè)工程師Jason Eckenrode說，“新系統(tǒng)可以實現(xiàn)更多功能，而且做得更好。”

更大的移動性和更低的成本

WaterBridge是為石油和天然氣行業(yè)服務(wù)的水務(wù)管理公司，TIGA公司為其實施了SCADA系統(tǒng)。新的解決方案包括為65個鹽水處理設(shè)施提供更大的移動性、邊緣計算和MQTT。“使用該軟件平臺，我們大大降低了運營成本，”WaterBridge現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)總監(jiān)Charles Lame說，“每年可以節(jié)省約500,000美元。在可靠性和運行時間方面的改進(jìn)將為我們節(jié)省更多。”

新系統(tǒng)改善了WaterBridge的運營，降低了風(fēng)險并減少了人員前往遠(yuǎn)程站點的需求。WaterBridge此前曾訂閱過第三方SCADA系統(tǒng)。新系統(tǒng)有了很大的改進(jìn)。實時數(shù)據(jù)有助于泄漏檢測，也有助于提升整個系統(tǒng)的管理能力。地圖、報警數(shù)據(jù)和其他信息在諸如智能手機(jī)等移動端上很容易訪問。

自動化警報監(jiān)視和報告

Controtek Solutions公司幫助菲律賓馬尼拉水務(wù)公司的將93個站點連接到中央SCADA系統(tǒng)。該公司為超過600萬人提供供水和廢水處理服務(wù)。新統(tǒng)提供了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收集、運營監(jiān)控和企業(yè)集成。該解決方案充分利用了地圖和數(shù)據(jù)豐富的儀表板。

在安裝新的系統(tǒng)之前，該公司無法實現(xiàn)對工廠狀態(tài)和性能的集中監(jiān)控，運營分析和報告也需要手動計算，在協(xié)調(diào)從不同工廠手動獲取信息方面也存在困難。通過新系統(tǒng)，水務(wù)公司可以通過臺式機(jī)、筆記本電腦、平板電腦和智能手機(jī)訪問基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。它還具有更好的自動化警報監(jiān)視和報告功能。

“有了這些地圖，用戶只需看一個屏幕就能看到所有站點發(fā)生的事情的摘要。”Controtek首席軟件工程師Albert Bartolome表示，“概覽屏幕提供了所有站點的常規(guī)信息。單擊地圖圖標(biāo)，打開的彈出窗口就可以顯示有關(guān)該站點的更多信息。借助該軟件的模板，可以使我們的工作更輕松，開發(fā)速度更快。”

關(guān)鍵概念：

■ 在易于適應(yīng)的自動化平臺中，觀察多個制造或工廠系統(tǒng)的集成。

■ 了解在不同行業(yè)，如何將通用的自動化平臺用于實施SCADA、HMI和MES系統(tǒng)。

思考一下：

您的自動化系統(tǒng)是零散分布的嗎?您因此缺失了哪些收益?

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