管理DCS升级

随着分布式控制系统制造商的发展，他们的产品和解决方案由于其专有性质、成本以及最重要的缺乏支持和可用性而变得不那么有吸引力，客户开始寻找可行的替代策略。许多“混合型”DCS平台和先进的过程控制器开始以易于管理和具有成本效益的方式销售传统单片DCS系统的替代程序。

今天，人们可以选择只更换I/O，或仅更换处理器，或仅更换HMI，或上述三者的组合，而无需完全拆除和制造一个新系统。这可能会缩短DCS升级每个阶段的实际安装时间和成本。

正确的计划、项目团队角色的定义和测试对于解决DCS迁移项目中的难题至关重要。

让它更易于管理

I/O迁移可以通过提供I/O结构和设备的升级来完成，这将利用当前的I/O终止点，消除干扰或重新布线现有的字段连接的需要。一些制造商提供的I/O和终端只是简单的“螺栓式”升级，并为原始处理器提供背板或本机通信。很少或不需要更改软件，并且现场布线和安装要求是最低的。

因为I/O模块和设备通常仍然可以从OEM获得，除非存在短缺或OEM不再存在，否则此升级并不重要。

尽管替换处理单元通常与I/O迁移同时进行，但这并不是绝对必要的。一些制造商提供的处理器升级仍将继续与原始I/O结构通信，即使这些结构来自另一个制造商。

此升级需要软件服务，从自动控制程序升级(通常需要一些手动验证和调整)到完全重写控制程序。有经验的系统集成商可以确定正确的方法。

处理器升级可能需要HMI升级，因为处理器现在可能有不同的通信协议和用于HMI的标记或控制块的命名结构。

典型的DCS通信是专有的和串行的(如Modbus)，但通常不包括任何最近(过去20年)的协议，如现场总线或各种以太网协议。

今天大多数工厂都在寻找对现有系统的微小改进。从控制的角度来看，DCS在处理各种控制回路和其他控制方案方面做得很好，但原始的DCS工具使先进的数据挖掘和制造智能不可用或难以获取和分析。

最适合这些任务的工具运行在开放体系结构(如Windows)上，并且需要与SCADA/HMI、I/O服务或数据库的健壮连接。

额外的注意事项

大多数典型的DCS安装包含额外的控制器，由各种plc和单回路设备组成，这些设备目前与DCS的连接有限或没有连接。这将产生一个HMI环境，该环境可能对工厂的某些部分是盲目的，并且可能需要额外的HMI产品来查看这些数据类型。

一些DCS厂家已经不复存在，或者他们的产品线已经停产多年。在这些情况下，客户依赖第三方电气维修公司、剩余和回收电子商店，甚至eBay来更换零件。软件升级实际上是不存在的，也可能不是必须购买的，但对这些产品的支持最多只能说是参差不齐。

大多数DCS遗留的HMI屏幕被可视化为基于矢量的二维图形。在当今高清晰度、逼真动画和视频游戏的世界里，这些老式的人机界面系统真实地显示了它们的年龄和过时的技术水平。尽管这些系统的大多数操作人员已经习惯了它们通常平坦的无色界面，但通过新的高清图形可以显示更多的信息，在不产生信息过载的情况下提高操作人员的理解能力。

制定计划

与任何迁移阶段一样，定义和开发一个真正的迁移计划。简单地开发一份征求建议书(RFP)或一份成本估算投标表格将不能完全确定所需的范围，从而给供应商和系统所有者带来不可预见的成本或风险威胁。

该技术的常见误用是“复制”或“模仿”当前的HMI功能，而不考虑当前的趋势和大多数领先的HMI/SCADA产品中可用的技术。将需求确定为“必须拥有”、“最好拥有”和“未来期望”，不仅可以确定升级所需的优先级和真正的范围，而且还可以引导所有者走上一条发现之路，了解他或她当前的系统实际上做了什么，以及很少或从未使用哪些功能。

客户需要记录现有系统的HMI产品目前没有满足哪些需求。了解可用的新产品，它们的技术和数据库结构，以实现现实的目标和成功。与使用过这些产品的软件产品制造商和系统集成商密切合作将有助于确定开发和安装的最佳方法。

检查当前的工厂网络并进行评估，以确保它有足够的带宽来容纳升级后的SCADA系统。旧的或慢的硬件应该更换。需要足够的连通性;因此，可能需要添加额外的交换机和路由器，以及以铜或光纤或无线形式升级的网络布线。在可能的情况下，研究用以太网替代串行通信的可能性。

在整个设计生命周期中，寻求工厂操作员和其他日常使用系统的关键人员的输入。尽早向操作人员展示新的设计概念对于最终让他们接受系统至关重要。这给了他们充分的机会将他们的想法应用到设计中，并将帮助他们将HMI视为可靠和用户友好的系统，而不是一次性暴露并可能完全拒绝HMI。改变很难，但如果设计过程的一部分由用户“拥有”，改变就容易得多。

有许多产品可以为这种迁移提供基本的HMI需求。高级应用程序和连接性需求将把这个数字减少到一个更易于管理的集合。评估功能、连通性和可能的未来需求可以进一步减少合格软件制造商的数量。如果客户已经安装了SCADA/HMI产品，则可能希望仅将其作为迁移的平台供应商。

通常客户有一个简短的系统集成商列表，他们与他们的典型工厂需求合作;然而，并不是所有的系统集成商都有HMI迁移的经验，或者具有这类项目所需的高级集成和通信水平。与制造商的仔细研究将产生一个简短的si列表，实际上可以为这类项目带来成功。

定义团队角色

确定客户团队和系统集成商团队在这个项目中所扮演的角色——这对项目成功至关重要。客户需要成为其现有系统设计和操作方面的主题专家。它需要清楚地描述哪些任务是内部拥有的，哪些任务必须外包出去。

SI必须明白，HMI升级的全面范围可能不仅仅包括用新的硬件和软件取代传统的HMI控制台。例如，如果需要升级或替换当前使用的网络基础设施，SI必须提供这些网络服务，这通常需要除HMI工程之外的其他资源。

客户端也可能希望简化与其他控制器(如plc或单回路控制器)的通信和连接。这可能会改变网络架构，并引入PLC工程师为这些控制器添加功能的需求。范围的变更可能是不可避免的，因此必须定义变更过程以满足最终的项目需求。

成功测试

一旦新的HMI开发完成并安装完成，就可以通过比较当前运行的DCS屏幕和新安装的HMI来测试它。这确保了新系统完全像原来的系统一样运行，也给运营商带来了信心，因为他们可以同时使用两个系统，直到测试完成。它使从旧到新的过渡更容易。

在新的人机界面中，观察I/O响应时间是很重要的。观察按钮(离散点和握手)和屏幕更新(模拟值点)等项目的反应。从按下按钮到预期的动作发生需要多长时间?HMI屏幕上的模拟值更新有多接近实时?应达到或超过更换后DCS系统的性能。如果没有，则必须采取步骤确保响应时间符合用户规范。

影响I/O响应时间的因素包括网络速度/可用性、服务器处理器负载和内存使用，以及代码模块引擎速度和I/O服务器扫描时间。所有这些项目都可以进行调整，以达到理想的结果。

一旦系统已经运行和测试完毕，并且最终用户确信操作可以完全切换到新的HMI上，那么就应该开始逐个区域使DCS系统脱机。应该给正在退役的DCS区域的每个部分足够的时间，以允许最终用户适应新的HMI，并在必要时恢复。

在遇到困难时，我们建议至少有一个DCS操作站保持正常工作，直到所有系统所有者人员都接受了培训，并熟悉了他们希望控制的支持级别。在集成商和业主之间协商进一步的支持和维护。

HMI升级的注意事项

在定义新的HMI升级目标时，请考虑:

• 控制器中的现有数据结构
• 现有的屏幕和整合，因为目前的技术可以为典型的屏幕提供更多的空间和分辨率
• 现有人机界面组件实现的其他功能，如:报警、声光报信、特殊算法等
• 现在，可视化的分发成本比过去低得多——这是当时使用控制室哲学的一个原因。将界面放在满足运营商最佳需求的位置，可以极大地帮助HMI迁移的成功。
• 设计、测试和培训所需的文档。因为这是一个新设计的系统，所以最好准确地定义客户需要的文档作为项目的一部分。

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