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远程人机界面的集成

作者:Matt Willmott2015.03.24阅读 2207

  尽管今天集成化过程控制安全系统的使用越来越普遍,定义并开发完全相同的系统仍旧是非常困难的事情。其主要原因包括:
  ■ 智能控制设备在小型设备组件使用更加广泛;
  ■ 这些组件以及相关的单元控制面板通常和主控制系统是分开购买的;
  ■ 本地人机界面HMI)是作为整个控制系统组件的一部分交付的。
  因为上述这些原因,我们就需要研究如何将这些远程HMI集成到整体自动化系统框架当中,以使运营收益最大化。
  谁为HMI设定目标?
  首先,我们需要注意到,与传统的中央控制室主HMI相比,远程HMI通常针对不同的目标进行设计,目的是保证工厂的平稳运行。通过去除不必要的细节以及合理报警CONTROL ENGINEERING China版权所有,简化了显示内容,使异常运行状况的管理更容易。
  此外,远程HMI的目标一般还包括更好地帮助设备启动、维护和故障诊断。因此,HMI的显示屏上还需要一些其他的细节控制工程网版权所有,例如更多的本地报警以帮助确定设备的问题。
  因为存在不同的目标,就很容易理解远程HMI的功能设计与控制室HMI需要考虑的有所偏差。这些差异也需要在两种HMI系统之间设定一定的通用性能加以弥补。举例来说,如果操作员对于主系统的HMI非常熟悉,而只是偶尔使用远程HMIwww.cechina.cn,他应该对于后者也不陌生。
  多年以来,项目中常见的做法是复制主DCS上成套设备HMI的显示内容。这种方法效率有些低,而且增加整个系统长期的负担。在进行系统变更的时候,也需要同时在两个HMI上进行,才能保证它们的同步。


■ 连接在大型控制系统上的HMI的目标,可能要比小型嵌入式系统供应商能够想到的多得多。图片来源:霍尼韦尔过程解决方案

  使用不同方法
  除了使用独立的HMI新系统然后将其集成到主控制系统当中这种方法之外,另外一种方法也帮助解决前面提到的问题,减轻项目和系统整个生命周期的压力。这种替代方法利用主控制室HMI,并将它分配到现场,满足每个组件中远程HMI的目标。
  这种分配方法可以采用很多渠道确定,具体则要取决于项目和组件的要求。第一种策略是创建一个自包含远程HMI系统,作为整个HMI系统的独立节点。这些远程节点可以包含远程HMI系统需要的一切元素,比如:
  ■ 标准化和定制的操作员显示屏;
  ■ 单点报警;
  ■ 趋势;
  ■ 事件;
  ■ 本地历史数据库。
  除了构造一个远程和主HMI之间的接口之外,远程HMI还可以简单地作为同类节点与主系统连接。因为是同类节点,接下来它能够同主系统无缝交换点数据、报警信息、历史数据和显示信息,不需要进行重复配置。
  霍尼韦尔Experion系统家族中就有这类的功能,它包括一台轻质HMI可为小型系统进行优化,这也是袖珍型控制系统的要求。同时它还装备有面向中型到极大型设备的全面集成控制和安全系统(ICSS)。两套系统使用相同的分布式系统架构作为基础架构,允许点信息、报警和历史信息在系统中共享,不需要重复配置。


■ 移动HMI不再需要散布在工厂中的嵌入式系统CONTROL ENGINEERING China版权所有,它不仅能够节约开支,还可以简化运营。


■ 工业级坚固耐用的笔记本和平板电脑可以承担工厂环境中的艰巨任务。

  带来的新问题
  然而,正如前面所提到的,如果在配置过程中没有考虑到远程和主控制HMI在目标上的区别,这种方法也还是存在缺憾。集成方法的主要问题是在主HMI中产生只有远程HMI才需要的不必要扩散的报警信息。因此,需要认真分析,对报警进行分类,使特定的资产信息提示只出现在远程HMI上面。其他的资产组别也可以在远程和主HMI之间共享信息,这样就能生成定义清楚的报警信息子集,重复出现在主控制室操作员眼前。
  这种方法还允许不同类别的资产针对中心工程和维护HMI进行定义,后者可以为维护人员提供更加深入的远程组件信息。因此,这类系统需要定义完备的资产模型,保证正确的报警信息和数据连接到远程和中心运营当中www.cechina.cn,并且帮助远程和中心维护及故障诊断。
  还应该考虑远程和主HMI之间的共同显示内容。过程行业中的很多人因专家已经对这些内容进行了编译,比如异常状况管理(ASM)联盟就做过这方面的工作。在控制室环境下的HMI显示的色彩和对比度需要遵循最佳案例中的使用情况。然而,由于远程HMI通常安装在工厂环境当中,适合室内环境的色彩和对比度可能并不能用在室外。在这种情况下,我们并不需要分别为室内和室外显示设定一套显示程序,现在有很多技术能够实现在HMI内部对相同内容的显示出不同的效果。它只需要根据具体情况切换不同的颜色和对比度就可以了。比如说,室外显示可以调整为全日光显示或者夜间模式。
  移动化
  最后一点,随着安全Wi-Fi网络在过程工厂中日益普遍的使用,我们也可以使用移动HMI满足远程HMI系统的要求,它不再需要安装永久性的设备。很多大型控制系统就可以提供相应的工具,扩大覆盖范围,为工厂中的操作员和维护人员提供任意尺寸的本地HMI,而且不需要专用的HMI设备。这种解决方案和远程HMI系统一样,也需要为特定的人员和操作区分出需要的报警信息和显示信息。

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