现有系统的新视图

在过去的几年里，人与机器之间的界面有了显著的改善。这是否意味着你应该用新技术取代当前的人机界面(HMIs)和监控和数据采集(SCADA)系统?流程行业的几家公司已经表示“可以”。他们已经替换或改造了现有的系统，从更容易的操作人员培训和更安全的过程数据跟踪到解决硬件过时的问题，这些都带来了好处。以下是他们的经历概要。有关这些项目和产品的更多信息，请访问所列的网站。

减少操作员学习曲线

在竞争激烈的钢铁行业取得成功，需要以可靠和及时的方式提供高质量的产品。制造业需要精密的控制系统，以确保平稳运行。在德克萨斯州米德洛锡安市的查帕拉尔钢铁公司(Chapparal Steel)，生产过程首先是将可回收的废金属撕碎成拳头大小的碎片，然后将其熔化，重新铸造成可销售的产品。该公司自动化经理戴维•奎森贝瑞(David Quesenberry)是这样说的:“我们所有的制造流程都是相互关联的。我们的成功取决于让钢铁无缝地通过所有这些通道。”

Chapparal团队与合作伙伴AMI签订合同，为他们的弗吉尼亚工厂设计、指定和实现自动化系统。在审查该项目后，他们决定使用GE Fanuc系列90-70和系列90-30 plc和Genius I/O和Cimplicity HMI软件，以确保可靠性和与GE驱动系统的紧密集成。以太网连接将信息从控制器传输到运行在整个设施中的HMI软件的终端。

新的安装提供了扩展的功能和更简单的使用。AMI的工程经理Bernardo Sainz解释说:“该系统提供了更好的屏幕质量，更多的颜色和梯度，以及更快的通信，实现了快速刷新率，这在轧机中非常重要。”

HMI系统的流程可视化能力减少了操作生产线的学习曲线。Quesenberry说:“任何操作员都能立即准确地知道工厂里发生了什么，以及每一件设备的位置。”此外，GE发那科的数据历史学家可以在每台服务器上实时高速收集、归档和分发多达10万数据点的工厂车间流程信息，从而实现出色的流程可见性和改进。

www.chapusa.com;www.gefanuc.com

增加可见I/O点

有时，项目的限制不允许更换现有的控制硬件和软件，例如在布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机中，数百名物理学家研究宇宙在“大爆炸”后的最初时刻可能是什么样子。

直到最近，对撞机的低温控制系统由Crisp Automation分布式控制系统(DCS)组成，该系统运行在老式但冗余的VAX小型计算机上。尽管工程师们对系统的性能很满意，但基于dos的操作界面很麻烦，不灵活，而且在视觉上不吸引人。它基于一个过时的PC工作站，包括数百个显示器，但连接能力有限。没有数据可以通过网络发送，并且该体系结构没有提供实际的升级路径。更换这个系统需要重新设计显示器，这是一项艰巨的投资，还需要长时间的关机。

最初的系统集成商Salem Automation推荐了InduSoft的解决方案，因为InduSoft与Crisp的密切关系。根据Brookhaven的应用工程师Patrick Talty的说法，“InduSoft已经提供了一个从Crisp迁移的路径，所以现有的显示器可以重新托管在新的硬件上。”

迁移被证明是无缝的。InduSoft通信驱动程序直接与原始VAX控制系统对话。Talty说:“该系统现在包括10,000个可视I/O点，包括遗留点，以及额外的数据源。”“有十几个操作站，加上任何人都可以从任何安全浏览器中获取的网络客户端。InduSoft利用[微软]Windows资源，使应用程序人员可以整合多个输出屏幕，将三到四个原始显示器的所有数据整合到一个图形上。”“工厂现在可以通过TCP/IP网络而不是DECNET来控制vax。软件集成得非常好，以至于操作人员常常无法分辨控制进程运行在不同的硬件上。”

www.bnl.gov;www.crispauto.com;www.indusoft.com

安全的过程跟踪数据

药品必须提供不妥协的质量。要在美国销售产品，公司必须遵守大量的食品和药物管理局(FDA)规定。当局越来越担心生物恐怖主义和产品篡改。

为了适应对其糖尿病护理和诊断产品日益增长的需求，罗氏诊断公司在其位于德国曼海姆的工厂建立了一条新的机架包装线，使用了英维思系统公司的一个业务部门Wonderware的生产和性能管理软件。Drücker Steuerungssysteme GmbH的总经理Uwe Drücker这样说:“在为这种独特的情况选择组件时，我们的工程师需要找到一种解决方案，不仅易于使用，而且能提供高水平的数据完整性，并符合FDA对全面过程跟踪的要求。”

新的货架包装线从托盘中选择诊断试剂，对它们进行分类，并将它们连接到一个货架包装中。包装移动到转盘进行进一步处理。一旦贴上标签，一个摄像头就会验证矩阵条形码是否正确并准确定位，而另一个摄像头则会确保小瓶和瓶盖的颜色是正确的。然后，包装进入最后的包装阶段。InTouch软件指导操作人员一步一步地完成整个过程，这样他们就不再需要从众多的屏幕选项中进行选择。

为了证实每一个流程步骤，罗氏诊断必须记录哪个操作人员完成了每项任务以及该任务何时发生。将InTouch的用户管理功能与微软Windows 2000提供的功能相结合，罗氏可以将这些信息存档，并为曼海姆工厂设计强大的安全系统，而无需让用户访问操作系统。此外，该装置并行运行一个冗余系统。如果它检测到主系统故障，它会自动切换到主模式，从而创建有效的故障安全机制。

“我们的工厂不仅实现了充分的验证，”Drücker评论道，“我们扩展了Wonderware解决方案，以快速实施和验证基于机架包装设计的第二条小瓶包装线。”

www.roche.com/div_diag.htm;www.druecker.de;www.wonderware.com

加强质量保证

美国以外的制药公司也必须应对严格的合规要求。Leciva, a.s.是捷克共和国最大的药品制造商，主导着捷克和斯洛伐克市场。该公司生产配方溶液，并将其收集到储罐中。从水箱中取出的溶液喂给自动灌装机，填充最终可交付的产品-安瓿。与FDA一样，捷克国家药品控制研究所也建立了良好生产规范(GMP)标准，要求记录生产过程的各个方面。

Leciva选择了Iconics的Genesis32软件套件用于布拉格的生产设施。该套件包括GraphWorX32、TrendWorX32和ScriptWorX32，运行在Siemens Simatic S7 OPC服务器上。系统集成商SIDAT CZ安装和配置了该系统，该系统监控生产，通过HMI屏幕提供清晰的操作指示和信息，并在Microsoft Excel电子表格中收集和存储数据，以数字和图形格式显示。Leciva控制系统工程师Milan Turinsky表示:“Iconics Genesis32软件系统显著提高了我们的文档完整性和质量保证水平。”

www.zentiva.cz(点击英文);www.iconics.com;www.siemens.com

通过网络保持联系

空气分离装置将空气冷却至液化，然后在精馏塔中将所需气体煮沸，产生氮气、氧气、氩气等。作为在钢瓶或罐中运输这些产品气体的经济替代方案，无人值守的工厂通常建在分离工厂附近以使用气体。Taiyo Nippon Sanso Corp.在1935年建造了日本第一家这种工厂，现在向世界各地提供这种工厂。

该公司还开发了世界上第一个低温氧蒸馏技术，用于生产18o同位素水，用于某些断层扫描癌症诊断系统。该应用程序需要一个可靠的不间断系统，具有标准的IEC 61131-3编程语言，并通过基于web的SCADA进行远程操作。由于每个空分装置的工艺参数不同，每一个新的装置都需要专门的重新设计和重新配置。

为了确保稳定和不间断的天然气供应，该公司安装了来自横河电机公司的Stardom FCN自动控制器和VDS SCADA，它们具有双冗余cpu、网络和电源。在基于web的SCADA上执行远程操作不需要额外的软件。根据Masahiro Ikeda和Isao Shimamura Taiyo Nippon Sanso设计部门的说法，“在测试运行阶段，工程师们花了很长时间进行检查和调整。现在，基于Web的SCADA允许我们只使用Web客户机检查和修改逻辑。当我在现场工作时，我不再需要用手机与控制室保持联系。”

www.tn-sanso.co.jp en;www.yokogawa.com

更新过时的供水系统

人口快速增长有利有弊，会使资源和基础设施紧张。1980年，亚利桑那州的吉尔伯特还是一个人口不到6000人的安静小镇。到2005年，这一数字激增至18万。镇上的水处理厂建于20世纪90年代中期，当时每天处理1500万加仑的水，后来将容量扩大到原来的三倍，但它很难跟上步伐。工厂最初的SCADA系统由西门子505硬件组成，以APT格式编程。尽管该系统功能良好，但西门子不再开发这两种产品，留给该镇有限的时间来提出更好的配置。

Chris Lynch是凤凰城DL工程与控制公司(DLEC)的负责人，他为污水处理设施提供了超过15年的支持，并对SCADA系统进行了交钥匙升级。现在，根据他对小镇需求的理解，他提出了几个备选方案。

前期成本最低的选择将重新编程现有系统以满足当前需求。不幸的是，这种方法并不能消除硬件的过时。此外，现有的软件结构要求pc机运行Windows 98，而微软已不再支持Windows 98。保留现有的硬件和用梯形逻辑重新编程整个控制系统可以满足软件的需要，但花费要大得多，同时维护和获得备件将变得越来越困难。

最终，该镇用Allen-Bradley ControlLogix硬件取代了控制系统，使用HMI和Wonderware Intouch 9.5的PLC编程。DLEC在停工期间完成了大部分的改造，这已经被安排为工厂扩建。新的接口使用标准的硬件和软件，包括IEEE标准编程，这使得将软件转移到其他站点成为可能。

根据DLEC的说法，新的硬件和软件的寿命应该是替换系统的两倍。它还减少了支持和培训成本，同时增加了支持选择。

www.dlecinc.com;www.rockwellautomation.com;www.ab.com

有关这些项目的更多信息，请访问列出的公司网站或搜索HMI或人机界面www.globalelove.com．

Steve Scheiber是一名特约编辑控制工程。与他联络:sscheiber@aol.com

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