HMI/SCADA系统:升级您的迁移

在升级人机界面(HMI)和监控与数据采集(SCADA)软件时，不要只是创建一个旧版本的新版本。迁移后使工人具有高级HMI/SCADA功能。请参阅优化HMI/SCADA屏幕的五个技巧。

通过特拉维斯考克斯 2022年11月24日

提供:感应自动化

学习目标

人机界面(HMI)和监控和数据采集(SCADA)系统可以利用现代控制系统的变化。
当优化使用HMI和SCADA系统时，可以为用户提供清晰的信息流。
现代系统还应该利用移动的灵活性，使信息几乎可以在任何地方访问。

HMI / SCADA的见解

现代人机界面(HMI)和监控和数据采集(SCADA)系统可以进行现代化和迁移，以便它们可以利用现代数据处理和收集技术，从而增加它们在工厂车间和整个企业中的潜在价值。
SCADA软件现代化不应以牺牲清晰度或简单性为代价。HMI软件升级的基本原理仍然是正确的:迁移后来自HMI或SCADA系统的信息应该以易于理解的方式提供上下文，以便及时交付见解。

当组织计划升级用于人机界面(HMI)和/或监控和数据采集(SCADA)的软件时，会伴随迁移项目出现许多问题。我们从哪里开始呢?什么该留下，什么该扔掉?哪些HMI屏幕需要重新设计?

所有这些问题都很重要，但另一个关键因素是了解用户可以做的远不止简单升级新的SCADA和HMI软件。为什么不超越这一点，抓住机会做出改变，为制造公司或工艺设施提供几个显著的好处呢?

如果公司要从一个供应商转移到另一个供应商，就不存在转换所有内容的“简单按钮”。即使有，这个想法在现实中也不那么吸引人。如果用户在新系统中保留了所有相同的屏幕设计，而不使用现代设计原则，这就像把旧轮胎放在新车上一样。公司仍将继续运营，但已远不如它们应有的水平。

如果公司利用现代HMI/SCADA设计思想和技术，他们可以获得更多的数据，将更多的数据共享到更多的地方，并提高数据质量。它们还可以为运营商提供更快速理解的HMI/SCADA屏幕，从而实现更快的反应和更容易的新员工培训。SCADA不再仅仅是SCADA了。与不久前相比，它可以做得更多。对于公司来说，这是一个获得SCADA系统的机会，该系统远远超出了以前的能力，可以提供对设施运营产生相当大影响的结果。

升级过程中，需要对SCADA系统进行标准化

当升级SCADA系统时，一个常见的问题是:“在我投入了大量的时间和金钱之后，为什么我要扔掉旧的系统?”

用户可以在升级到现代SCADA系统的同时，将大量工作投入到旧的SCADA系统中。旧工作成为新工作的基础;没有必要从头开始。利用之前的HMI/SCADA投资作为参考，这将在HMI/SCADA迁移中节省大量时间。

图1:高性能的hmi使用了大量的灰色，使得在明亮的颜色中很容易看到警报和警报。提供:感应自动化

旧HMI/SCADA系统的一个常见问题是原始标签结构没有以最佳方式开发。如果是这种情况，用户应该在升级过程中考虑标准化问题。考虑构建可以重复使用的正确对象，并在整个企业范围内标准化HMI/SCADA标记。这样，如果比较来自两个不同网站的两个相似的资产，所有东西看起来都是一样的。定义HMI/SCADA标签模型并使其更好是很重要的。

另一个重要方面是数据本身。数据至关重要。如今，在整个企业中与众多业务系统共享数据比以往任何时候都要容易。仔细研究数据模型、HMI/SCADA体系结构，以及如何将数据交付给企业。通过改进标准化和利用对象，使用HMI/SCADA数据创建了具有所需数据上下文的单一真实源。如果还没有实现边缘计算和消息队列遥测传输(MQTT)，那么升级也可以是转移到边缘计算和消息队列遥测传输(MQTT)的最佳时机。有了这些，就可以访问更多的数据，而且可能以更快的速度访问。这有助于将数据交付到组织内的更多地方。新的HMI/SCADA系统在迁移后提供了更多的价值，如果用于制造或工艺设施的数字化转型，这尤其有价值。

HMI/SCADA系统迁移的整体方法

把一个人机界面放在工厂的地板上，让用户走到那里使用它已经不够了。如今，公司必须考虑到所有需要数据的人，以及他们将如何将数据提供给他们。公司不得不问，“谁是受众?”

有操作人员需要看到流程以控制它，但现在有维护经理、c级人员和业务需求。仪表板和某些类型的数据对所有相关人员都非常有用。在构建可操作的HMI/SCADA系统时，将它们牢记于心将有助于公司从中获得更多价值。此外，由于人们希望在手机和平板电脑上获得数据，公司需要考虑如何以最优的方式为这些设备向人们提供数据。

由于所有这些原因，在迁移期间采用整体方法重新设计HMI/SCADA非常重要。升级时考虑企业。在HMI/SCADA迁移和升级中，一个经常被忽视的起点是采访所有相关人员的需求。例如，采访接线员，问:“你希望拥有什么?你喜欢系统里的什么?你不喜欢什么?什么能让你的工作更好、更快、更轻松?”这样，围绕用户的需求构建了新的HMI/SCADA系统。

图2:移动响应式设计允许HMI/SCADA设计师设计一次，然后在所有设备上看到完美格式化的屏幕。提供:感应自动化

优化HMI/SCADA屏幕的五个技巧

一旦确定了每个人的需求，公司就可以专注于用户界面/用户体验(UI/UX)。需要记住的一点是，数据本身并不是信息;数据加上上下文就是信息。在消除不确定性的同时添加背景是很重要的。HMI/SCADA的设计和屏幕应该立即向用户显示什么是重要的。记住“少即是多”。通过整理屏幕，让用户看得更少，这些用户将更有效地完成他们的工作。

以下是升级HMI/SCADA屏幕时需要考虑的五个关键方面:

1.确定HMI/SCADA设计的导航结构。

在任何HMI/SCADA应用中，良好的导航都是至关重要的。选择一个布局，帮助运营商快速有效地获得相关数据。航行应该是宽而浅，还是窄而深?考虑一下主要和次要顶部标头。你想要侧面导航吗?你会使用标签吗?所有这些都可能是理想的选择，这取决于显示需求的复杂性。其中许多都可以组合使用。

2.减少用户对HMI/SCADA屏幕的认知负荷。

认知负荷是用户获得系统如何工作的心理地图所需要的努力。人脑一次只能处理这么多信息，所以界面应该强调哪些是重要的，去除无关的信息。去除视觉上的混乱，使用整齐的对齐和网格，只使用两到三种字体或字体变化。为了帮助用户快速吸收信息，可以将图标与文本配对。将文本向左对齐，并在整个屏幕上保持样式和术语的一致。例如，如果两个HMI/SCADA屏幕按钮具有相同的操作，则对两者使用相同的术语。

图3:移动模拟指示器将大量信息放入HMI/SCADA屏幕上的一小块空间中。提供:感应自动化

3.创建HMI/SCADA可视化层次结构。

这有助于用户快速识别哪些信息是最重要的。通过改变大小、位置、颜色和隔离来强调重要的元素。

4.使用高性能的HMI技术。

这些类型的设计和显示帮助用户在最短的时间内做出最好的决定。高性能HMIs经常使用灰度而不是传统的图形和明亮的颜色。如果使用平面图形，屏幕大部分为灰色，则更容易将用户的注意力吸引到最重要的信息上。例如，用户的眼睛会立即被红色或橙色的物品吸引。除了颜色之外，某些图形技术还可以帮助用户将数据上下文化。这些包括火花图、移动模拟指示器和雷达图。

5.利用HMI/SCADA移动性。

如今，每个人都希望通过手机和平板电脑接收数据。通过移动响应式设计，公司只需设计一次屏幕，就可以根据使用的任何设备完美地调整大小和格式。移动设备也有强大的功能，如GPS，摄像头，蓝牙LE, NFC等。用户还可以使用云部署只读应用程序。

图4:右侧的HMI/SCADA重新设计，使操作人员能够更快、更清晰地了解情况。提供:感应自动化

升级后的新SCADA功能

SCADA已经进化了。通过HMI/SCADA系统的数据现在可以提供给更广泛的受众，允许更多的人做出数据驱动的决策。升级HMI/SCADA系统的公司应该考虑HMI/SCADA现代化，以满足用户利用最新技术并将数据提供给更多人的需求。利用这个机会纠正旧的HMI/SCADA系统的错误，并建立一个符合当今需求的新系统。如果公司要有新车，也要给它换上新轮胎。它会飞得更快更远。

特拉维斯考克斯销售工程联合主管在归纳自动化他是CFE媒体和技术内容合作伙伴。由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．