升級和翻新使得操作界麵煥然一新,並且為一係列的工業應用帶來種種好處。 在過去的幾年裏,人機界麵的改進令人矚目。那是否意味著你需要使用新的技術來代替現有的人機界麵(HMIs)和數據采集與監視控製係統(scada)?過程控製領域中的一些公司的答案是“是的”。這些公司已經進行完成對現有係統的換代或翻新,並且從中獲益匪淺:更為簡單的操作員訓練過程、為wei解jie決jue硬ying件jian老lao化hua問wen題ti所suo采cai用yong的de更geng為wei可ke靠kao的de過guo程cheng數shu據ju跟gen蹤zong技ji術shu。下xia麵mian就jiu是shi這zhe些xie公gong司si所suo得de經jing驗yan的de提ti要yao。如ru需xu了le解jie這zhe些xie產chan品pin和he項xiang目mu的de更geng多duo信xin息xi請qing訪fang問wen列lie出chu的de網wang址zhi。 減少操作員的學習時間 想(xiang)要(yao)在(zai)競(jing)爭(zheng)異(yi)常(chang)激(ji)烈(lie)的(de)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)中(zhong)獲(huo)得(de)成(cheng)功(gong),那(na)麼(me)合(he)格(ge)品(pin)的(de)運(yun)輸(shu)就(jiu)必(bi)須(xu)可(ke)靠(kao)且(qie)具(ju)有(you)時(shi)效(xiao)性(xing)。製(zhi)造(zao)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)是(shi)能(neng)夠(gou)確(que)保(bao)平(ping)穩(wen)運(yun)行(xing)的(de)成(cheng)熟(shu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。在(zai)中(zhong)洛(luo)錫(xi)安(an)郡(jun),德(de)州(zhou)Chapparal鋼鐵公司的生產過程如下:先將可回收利用的廢舊金屬粉碎成拳頭大小的碎塊,然後將其熔化以便於進一步重鑄成可銷售的產品。該公司的自動化經理David Quessenberry介紹說:“我們的所有生產過程均相互連接,我們的成功在於各個生產環節之間運輸鋼鐵時的無縫銜接。”
 圖1:Roche Diagnostics 位於德國曼海姆新的包裝流水線的操作員們,使用來自Wonderware的HMI軟件更容易滿足FDA的要求。
 Chapparal團隊已經與其合作夥伴AMI簽訂了合同,為他們在弗吉尼亞的工廠共同設計、配置、並應用一套自動化係統。在對項目進行評估後,他們決定采用GE Fanuc對90-70及90-30係列PLC,Genius I/O及Cimplicity人機界麵軟件,以此確保與GE驅動係統嚴格整合性及可靠性。而工業以太網則將信息從控製器傳輸到遍布車間的HMI軟件終端上。 新的安裝方式帶來了更多的功能,還可以更方便的使用。AMI的工程經理Bernardo解釋說:“這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)了(le)質(zhi)量(liang)更(geng)好(hao)的(de)屏(ping)幕(mu),它(ta)的(de)顏(yan)色(se)更(geng)多(duo)也(ye)更(geng)分(fen)明(ming),且(qie)具(ju)有(you)更(geng)快(kuai)的(de)通(tong)訊(xun)速(su)度(du),因(yin)此(ci)其(qi)刷(shua)新(xin)率(lv)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)水(shui)平(ping),而(er)這(zhe)點(dian)對(dui)於(yu)軋(zha)鋼(gang)廠(chang)來(lai)說(shuo)是(shi)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)。” HMI係統的過程可視功能減少了學習操作流水線的時間。Quessenberry說:“每個操作員都可以立即清楚的了解整個工廠的狀況,並且知道每個設備的位置。”另外,GE Fanuc的曆史數據庫一次可以實時高速的收集、歸檔、分類最多100,000個工廠級過程信息數據點,具有突出的過程可見性與可觀的性能改進。 增加可視I/O節點 有you時shi候hou項xiang目mu本ben身shen的de限xian製zhi決jue定ding了le不bu能neng對dui現xian有you軟ruan件jian和he硬ying件jian進jin行xing整zheng體ti的de更geng新xin。比bi如ru說shuo在zai布bu魯lu克ke哈ha芬fen國guo家jia實shi驗yan室shi的de相xiang對dui論lun性xing重zhong離li子zi對dui撞zhuang機ji項xiang目mu,數shu以yi百bai計ji的de物wu理li學xue家jia利li用yong這zhe個ge設she備bei進jin行xing實shi驗yan,試shi圖tu了le解jie“宇宙大爆炸”後最初一段時間宇宙到底是什麼樣的。 直到不久以前,對撞機的低溫控製係統中的Crisp Automation公司的分散控製係統(DCS)還運行在一台陳舊的冗餘VAX小型機上。雖然工程師們對係統性能已經比較滿意了,但是基於DOS的人機界麵還是有很多問題,比如操作麻煩,適應性和可視性都不強。由於係統是基於一個陳舊的PC工(gong)作(zuo)站(zhan),雖(sui)然(ran)顯(xian)示(shi)出(chu)有(you)上(shang)百(bai)個(ge)機(ji)器(qi),但(dan)是(shi)相(xiang)互(hu)聯(lian)係(xi)卻(que)極(ji)其(qi)有(you)限(xian)。數(shu)據(ju)不(bu)能(neng)在(zai)網(wang)絡(luo)直(zhi)接(jie)傳(chuan)輸(shu),且(qie)從(cong)結(jie)構(gou)上(shang)來(lai)講(jiang)沒(mei)有(you)升(sheng)級(ji)空(kong)間(jian)。如(ru)果(guo)要(yao)更(geng)換(huan)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong),需(xu)要(yao)重(zhong)新(xin)構(gou)建(jian)整(zheng)個(ge)顯(xian)示(shi)係(xi)統(tong),大(da)量(liang)的(de)費(fei)用(yong),以(yi)及(ji)很(hen)長(chang)的(de)停(ting)車(che)時(shi)間(jian)。 這套係統的原始集成商,Salem Automation向他們推薦了InduSoft的解決方案,因為InduSoft與Crisp有著很緊密的聯係。根據Brookhaven的應用經理Parick Talty的說法“InduSoft為Crisp提供了移植的途徑,所以現有的顯示器可以直接與新的硬件進行連接”。 這種移植保證了整個過程的平穩連接。InduSoft的通訊驅動可以與最新的VAX控製係統直接對話。“現在係統包括了超過10000個可視I/O節點,這其中既有原來已有節點,也有更新係統時新添加的數據源”Talty說。“係統中有十二個操作站,任何人都可以用安全的瀏覽器訪問客戶端。InduSoft采用了微軟公司的Windows操作係統,這使得工作人員可以強化輸出屏幕的性能,將原來3到4個屏幕顯示的內容整合到一個頁麵上。”Talty繼續說到“現在工廠采用TCP/IP網絡協議代替DECNET來控製VAX係統。係統軟件的集成性非常之好,甚至連操作員都經常看不出整個控製過程是在不同的硬件上運行的。” 可靠的過程跟蹤數據 醫藥產品的質量要求是非常嚴格的。想要在美國市場上銷售此類產品,生產商必須遵循食品藥品管理局(FDA)的大量嚴格規定。而且官方還要擔心生化恐怖活動和產品破壞。 為了滿足在糖尿病治療產品和診斷產品方麵的日益增長的需求,Roche Diagnostics為其在德國曼海姆的生產線新增加了一條包裝流水線。這條流水線采用了Invensys Systems下屬Wonderware的產品及性能管理軟件。Dr焎ker Steuer-ungssysteme管理主管Uwe Dr焎ker介紹說:“在這樣一種特殊情況下,我們在選擇各部分部件時必須非常謹慎。我們的工程師需要找到的解決方法必須具有以下特性:首先要操作方便,更重要的是係統的數據完整性必須達到一個很高的水平,這樣才能滿足FDA對於全麵過程跟蹤的嚴格要求。”
 圖2:Gilbert 的汙水處理工廠,使用Allen-Bradley 的ntrolLogix 硬件以及WonderwareIntouch 9.5軟件取代了過時的係統,並且降低了支持和培訓成本。
 圖3:捷克Leciva 公司手裏的FDA 文件更加完整,操作員們通過Iconics的Genesis32軟件套裝獲取並提供指導。這家藥商生產標準化的溶液,如圖所示,在安瓿經過自動填充機之前,它們被存放在儲藏罐中。 為了將每個過程步驟具體化,Roche Diagnostics的係統必須記錄下完成每個工作環節的操作員及這些工作的完成時間。將InTouch的用戶管理特性與Microsoft Windows 2000自身提供的功能相結合,Roche公(gong)司(si)在(zai)不(bu)給(gei)用(yong)戶(hu)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)權(quan)限(xian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)就(jiu)能(neng)對(dui)曼(man)海(hai)姆(mu)工(gong)廠(chang)的(de)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)存(cun)檔(dang),並(bing)保(bao)證(zheng)其(qi)極(ji)高(gao)的(de)安(an)全(quan)性(xing)。此(ci)外(wai),在(zai)安(an)裝(zhuang)係(xi)統(tong)時(shi)還(hai)有(you)一(yi)套(tao)並(bing)行(xing)的(de)冗(rong)餘(yu)係(xi)統(tong)。如(ru)果(guo)冗(rong)餘(yu)係(xi)統(tong)偵(zhen)測(ce)到(dao)主(zhu)係(xi)統(tong)失(shi)效(xiao),那(na)麼(me)它(ta)將(jiang)自(zi)動(dong)切(qie)換(huan)到(dao)主(zhu)控(kong)模(mo)式(shi),以(yi)此(ci)做(zuo)到(dao)有(you)效(xiao)的(de)故(gu)障(zhang)保(bao)護(hu)。 “並不隻有我們的工廠收到了良好的效果”Drücker評論到。“我們已經將Wonderware的解決方案進行了推廣,很快基於上述包裝設計的瓶裝包裝流水線將投入使用。” 推進質量保證 美國以外的醫藥公司同樣要麵對嚴格的要求。Lecivashijiekegongheguozuidadeyiyaoshengchanshang,zhanyoujiekeyijisiluofakedeshichang。gaigongsishengchanyaowurongye,bingyongdaxingchuguanchucun。chuguanzhongderongyezidongzhurushengchanzuizhongchanpin-安瓿的機器中。與FDA一樣,捷克負責藥品安全的國家機構—國家藥物管製所也製定了GMP標準—藥品優良製造規範,這一標準規定必須對生產過程的每一個方麵都進行記錄。 在布拉格的工廠中,Leciva選用了Iconics的Genesis32軟件組件。這一套軟件包括了GraphWorX32, TrendWorX32及ScriptWorX32,以上軟件都在一台西門子的Simatic S7 OPC服務器上運行。係統集成商SIDAT CZ為Leciva安裝並配置了這套係統。這套係統的主要功能是監視產品生產過程,並能通過HMI屏幕向操作員提供清晰的操作指導及信息,此外它還能收集數據,並利用Microsoft Excel表格將數據以數字或圖片的形式儲存起來。Lecva的控製係統經理Milan Turinsky說:“Iconics Genesis32軟件係統大大增加了我們的數據記錄完整性,並使得我們的質量控製水平得到很大的提升。” 保持與網絡連通 一般的空氣分離廠的生產過程如下:先xian冷leng卻que空kong氣qi直zhi至zhi完wan全quan液ye化hua,而er後hou通tong過guo蒸zheng餾liu塔ta加jia熱re液ye化hua空kong氣qi得de到dao所suo需xu要yao的de氣qi體ti,如ru氮dan氣qi,氧yang氣qi,氬ya氣qi等deng。這zhe些xie氣qi體ti產chan品pin然ran後hou被bei裝zhuang進jin氣qi瓶ping或huo氣qi罐guan中zhong以yi便bian運yun輸shu,而er更geng為wei經jing濟ji的de做zuo法fa是shi直zhi接jie將jiang需xu要yao使shi用yong這zhe些xie工gong廠chang建jian在zai空kong氣qi分fen離li廠chang附fu近jin,這zhe樣yang就jiu可ke以yi直zhi接jie使shi用yong氣qi體ti產chan品pin而er免mian去qu運yun輸shu費fei用yong。在zai日ri本ben,Taiyo Nippon Sanso公司於1935年首次建造了這樣的工廠,而現在,該公司的工廠已遍布全球。 該(gai)公(gong)司(si)還(hai)開(kai)發(fa)出(chu)了(le)全(quan)球(qiu)首(shou)創(chuang)的(de)用(yong)於(yu)生(sheng)產(chan)重(zhong)水(shui)的(de)氧(yang)氣(qi)液(ye)化(hua)分(fen)離(li)技(ji)術(shu),重(zhong)水(shui)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)在(zai)特(te)定(ding)的(de)層(ceng)析(xi)癌(ai)症(zheng)診(zhen)斷(duan)係(xi)統(tong)中(zhong)。這(zhe)類(lei)應(ying)用(yong)需(xu)要(yao)一(yi)種(zhong)不(bu)間(jian)斷(duan)的(de)可(ke)靠(kao)係(xi)統(tong),符(fu)合(he)IEC 61131-3標準的編程語言,且使用聯網的scada進行遠程控製。由於每個空氣分離廠的過程參數均不相同,導致每次安裝的時候都需要進行專門的配置。 為了保證能夠穩定、不間斷的為下遊生產廠提供氣體,該公司采用了Yokogawa公司的Stardom FCN獨立控製器及VDS scada,該係統具有雙重冗餘的CPU,網絡功能,以及電源。在帶網絡功能的SCADA上實現遠程控製不需要添加其它軟件。Taiyo Nippon Sanso的設計部門員工Masahiro Ikeda及Isao Shimamura說“在測試階段,工程師花費了大量時間用於檢查與調試。現在,使用帶網絡功能的SCADA,我們僅僅使用網絡客戶端就可以檢查及修改整個過程。當我在線上工作時,我不再需要用手機時刻與控製室保持聯係。” 升級過時的水處理係統 快速增長的人口帶來了許多問題,如資源及基礎建設等。在1980年,Gilbert僅僅是一個擁有6000人口的安靜小鎮。到2005年,人口爆炸性的增長到了180000。小鎮的水處理廠建於90年代中期,設計日產量為一千五百萬加侖水,後來產量達到了設計的3倍。盡管如此,這個水處理廠仍然在超負荷生產。該廠最初的SCADA係統采用西門子505硬件係統,並使用APT語言格式編程。雖然這套係統已經充分發揮了其功能,西門子卻沒有再開發這種產品,而小鎮對係統進行改造的時間卻越來越有限了。 Phoenix的DL Engineering & Controls (DLEC)的一位負責人Chris Lynch在汙水處理方麵有著超過15年的工作經驗,並且對SCADA係統進行過重要的升級。現在,根據他對小鎮需求的理解,他提出了幾個選擇。 預yu支zhi出chu費fei用yong最zui小xiao的de方fang案an是shi對dui現xian有you係xi統tong重zhong新xin編bian程cheng以yi滿man足zu現xian在zai的de需xu求qiu。不bu幸xing的de是shi,這zhe種zhong方fang法fa不bu能neng解jie決jue硬ying件jian老lao化hua問wen題ti。而er且qie現xian有you軟ruan件jian需xu要yao可ke以yi運yun行xingWindows98的PCji,erweiruanduicizaojiubutigongzhichile。baoliuxianyouyingjian,bingshiyongtixingtuduizhenggekongzhixitongjinxingzhongxinbianchengkeyimanzuruanjianfangmiandeyaoqiu,danfeiyongxiangdangkeguan,erqieyihoudeweihujiweixiubujiandehuodejianggengweikunnan。 最後,小鎮決定采用Allen-Bradley的ControlLogix硬件係統來替換現有控製係統。這套新係統包括HMI及PLC,並采用Wonderware Intouch9.5軟件係統。在工廠計劃的停工期內DLEC完成了大部分更新換代工作。新的人機界麵采用標準的硬件與軟件,包括符合IEEE標準的編程,這使得可以直接將這些軟件應用到其它工程中。 根據DLEC,新的硬件和軟件將新係統的壽命提升了1倍。在增加了支持項目的同時,更降低了維護和使用培訓的費用。 如需了解更多以上項目的信息,請訪問每段下方的網址或訪 www.conrtoleng.com並以HMI或人機界麵為關鍵詞進行搜索。 |