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在为人机界面(HMI)以及监控和数据采集(SCADA)设计硬件和软件时，除了最基本的任务外，还有很多事情要做。了解核心原则和相关标准至关重要，但也应考虑许多相关因素，其中包括公司的标准、用户能力、技能水平、工艺需求、未来规划以及与其它系统的集成。如果一个公司的规划着眼于大局，那么最终的产品将是更好的。
重要的第一步是制定公司的相关标准。行业或监管标准很重要，但公司也可以从拥有自己的标准中获得好处。
"如果公司寻求改进系统，那就应该考虑先确定内部标准。"Inductive Automation公司的应用工程经理Kent Melville说www.cechina.cn，"如果公司花时间定义他们自己的标准CONTROL ENGINEERING China版权所有，就可以确保部署真正想要的协议和硬件类型等。"
制定SCADA设计的公司标准
制定公司标准使组织更容易坚持其计划，而不会受到错误决策的影响。由于很多工作都是通过供应商完成的，因此有时很难按照标准的要求去做。安装专有设备和软件，如果公司以后想要进行更改，那成本可能就会过高。而且由于不同的专有系统不能相互通信，因此有时公司并不清楚，更改会造成何种影响。
"人们真的需要对他们的系统拥有所有权，而不是什么事都由供应商确定。"Melville说www.cechina.cn，"为了维护您自己的PLC、协议、数据结构等标准，通常有两种选择：第一种，您可以选择专有解决方案，由制造商提供一切。第二种，您可以与支持开放标准的公司合作。通过这种开放的方法，即使来自不同公司的产品，也可以相互通讯并协同工作。"
确定企业的内部标准是良好的开端。图片来源：Inductive Automation
如果与系统集成商合作，预先阐明标准将使总体目标更容易理解。Brock Solutions是一家全球化系统集成商，在各个行业都有实施的项目，该公司的业务部门负责人Davin McDougall说，"我们见过各类标准。我们既看到过没有标准、糟糕的标准（这可能比没有标准更糟糕），也看到过世界一流的标准。如果标准选择合适，我们将其称为'加速器'。每个人都想拥抱和投资加速器，因为它们可以推动各项事宜更快的发展。"
McDougall提到一个项目，在该应用中标准发挥了关键作用并使客户受益良多。他们的运营模式依赖于在整个组织中实施实用、有效的标准。 例如，在控件中，您会找到标准的附加指令、用户定义的数据类型、标签命名约定、程序结构和一般设置参数列表。他们与供应商合作，对硬件和基础设施进行了标准化，以提供一流的解决方案。在SCADA域内，HMI模板、连接性、屏幕页眉/页脚、一般导航、字体和字体大小都是标准化的。因此，无论在企业内的哪个位置控制工程网版权所有，单速电机都以相同的方式、相同的代码进行控制，并且在运行人员看来都是一样的。在企业的任何地方对故障单速电机进行故障排除，对于维护技术人员而言来说过程都是相同的。
从整体上来考虑
在考虑工艺需求时，很重要的一点是要超越特定的生产线或项目，最好从整体上来考虑。"在实施控制时，学习IT的经验很有用。"Melville说www.cechina.cn，"IT非常重视需求收集并确保所有利益相关者都参与到其中。"利益相关者将包括受项目影响的任何人--运营商、集成商、主管、IT团队，以及任何想要查看指标的高管。与流程相关的每个人，都应该参与定义需求。但是，您需要为每个组的输入赋予适当的权重。例如，每天使用该系统的运行人员应具有较大的权重。
使用开放标准可以更好地控制工艺过程。
McDougall也认为从利益相关者那里获得输入是非常有价值的。当涉及到需求收集、设计、构建、测试、调试和维护这些项目时，所有利益相关者都需要参与进来。所有利益相关者通常包括工程、IT、质量、维护、运营、财务以及系统集成商和技术供应商等合作伙伴。如果忽略了利益相关者，项目的风险状况就会显著上升。
了解用户的使用习惯
要思考的问题还包括：如何与这个系统进行互动？他们的经验水平如何？
"在工厂车间www.cechina.cn，通常是运行人员在固定屏幕上查看系统，他们需要快速获取信息。"Melville说www.cechina.cn，"这个人很可能已经从事这项工作20年。他需要熟悉的东西。如果新系统与他习惯的系统相差太大，他可能无法正确学习，或者他可能会感到沮丧。你走在一条正确的道路上，因为你想使用新技术，但你不希望交付的产品变化很大，以至于使用户感到陌生。"
在设计HMI/SCADA之前，考虑所有利益相关者的需求。
此外，企业需要查看组织内的各种"用户故事"。"对于某些运行人员，需要快速确定某项参数是否在运行范围内，这时您可能希望使用高性能图形。"Melville说www.cechina.cn，"通过这种方法，你可以使用高亮颜色来处理需要立即关注的东西，以显示不符合规格的东西。而且您还必须考虑运行人员的能力，以及允许他做什么。换句话说，他有多少时间来研究这些SCADA屏幕？这是一个应该考虑的因素。
对于业务方面的主管来说，"用户故事"是不同的。在那里，人们不一定仅限于快速浏览。他们可以花时间深入分析数据，以便根据信息做出决策。它可能比工厂车间运行人员所需要的更复杂并且包含更多细节。所以每个群体都有不同的需求，如果你只为一个利益相关者设计东西，最终交付的成果就很难满足每个人的需求。
应该向不同的用户组提供不同的显示和数据集。
移动响应式HMI集成
有些企业可能还希望采用移动响应式设计。例如，高管可能希望在移动设备上查看数据。让桌面设计适应移动设备，比直接为移动设备设计更难。如果在应用中需要为移动设备设计HMI，最好提前了解这些信息。
"一般来说，当您查看用户界面时，希望事情变得直观，并且能够快速移动。"Melville说www.cechina.cn，"尽量避免使用提示、键盘快捷键、右键单击屏幕的某些部分等等。您肯定希望人们能够快速学习它。如果使用隐藏的功能，它可能变成幕后的知识，新人很难知道它。而随着人们退休，知识就可能会丢失。"
此外 ，还要考虑系统如何与其它系统集成。如果公司使用开放标准，集成就会容易得多。如果将数据推送到云端，或为政府机构准备报告，您可以这样做，因为您的数据是集中的。您需要一个可以协同工作并且可以共享数据的系统。保持开放的很大一部分原因是拥有实时数据。使用现代工具和技术非常有用，例如应用程序接口(API)、OPC UA以及存储为可查询的开放数据库格式。
轻松访问数据的能力，也有助于处理运营技术(OT)和信息技术(IT)之间的关系。IT看到如果用现代可扩展的方法来解决OT问题，更容易获得资金来维护标准，因为他们认为这对整个组织都有好处。企业可以在IT参与的情况下采取更多举措，并为项目获得企业预算，而不是依靠有效的OT预算。
7个SCADA系统集成问题
作为与其他系统集成讨论的一部分，您需要关注与SCADA系统设计和集成相关的7个问题：
1.谁需要这些数据？
2.需要从哪里访问它？
应考虑运行人员的经验和技能水平。
3.只读还是读写的？
4.您是否需要隔离区(DMZ)来增强网络安全？
5.人们是否使用虚拟专用网络(VPN)？
6.如果处于受监管的行业，您是否需要避免与外部共享数据？
7.您的移动App是否可以在任何地方使用，还是只有在工厂连接到本地Wi-Fi网络时才能使用？
未来：每年审查标准
在创建组织的标准时，企业不能期望它们在10年后仍然适用。技术瞬息万变，因此需要与时俱进。
"建立一个定期开会讨论标准的利益相关者小组是个好主意。"Melville建议，"该小组应至少每年召开一次会议以审查其标准，并根据需要变更。当然，变更可能代价高昂，因此您的团队需要研究需求和可能性。"将一些真正的想法付诸实践，以得出最佳行动方案。选择可以获得长期支持的技术，这样未来需要的变更就更少。
拥有大局观并在标准范围内工作，有助于项目获得成功。"拥有一套明确的公司标准，可以节省未来项目所需的时间。"Melville说www.cechina.cn，"它可以避免每次都需要从头开始。您可以开始新项目的运行，因为您已经打下了坚实的基础。"（作者：JimMeyers）
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