Инвестиции в HMI отражают расширяющийся рынок
Подписчикам задавались вопросы о том, как они используют эти продукты и каковы их предпочтения в этой области. Ответы, которые были получены от примерно 260 инженеров, занимающихся составлением спецификаций, подготовкой рекомендаций и/или приобретением программного обеспечения HMI, выявили некоторые интересные особенности. Более половины (52%) опрошенных применяют программы HMI внутри предприятия. В серийном и непрерывном производстве количество составляет 42% от всех основных применений. В дискретном производстве доля опрошенных, применяющих HMI, составляет 11% от общего числа. Значительное количество, 22% составляют другие категории, что указывает на разнообразие в применении. В среднем в течение последних 12 месяцев каждый из респондентов приобрел в целях развития и получения новых возможностей 59 пакетов ПО HMI, потратив приблизительно 175 000 долларов.
Рой Кок, старший менеджер Proficy Software, GE Fanuc Automation, делится своими наблюдениями: «Решения в области HMI/SCADA все больше и больше становятся составной частью более широкой стратегии автоматизации. Интенсивное использование технологии HMI/SCADA позволяет сосредоточиться на естественном продвижении процесса автоматизации – возможности шире использовать информацию HMI/SCADA. Этому способствуют хранилища данных, которые обеспечивают возможность архивирования данных за большой промежуток времени и предоставляет аналитические инструменты для анализа процесса по дополнительным факторам: по времени, по партиям, по поточным линиям или по всему предприятию. По существу, ценность продукции HMI/SCADA определяется как ее способностью успешно решать задачи интеграции, так и более широким диапазоном продукции с «производственным интеллектом».
Изучение на основе сравнения
Опрос, в частности, выявил разные точки зрения и, в некоторых случаях, отсутствие согласия. Так например, почти две трети респондентов заявили, что они не используют Web-интерфейс в целях просмотра/ мониторинга информации HMI. Однако большинство опрошенных имеет в своих системах возможность соединения через открытую сеть (56%) и/или OPC (53%). Пятая часть респондентов использует возможности беспроводной связи. Однако ожидается, что в ближайшие 2 года эта цифра вырастет до 66%.
«Меня не удивляет, что около двух третей опрошенных не иcпользуют сейчас мониторинг на базе Web-интерфейса», – говорит Тонья Р. Йорк, специалист по маркетингу средств связи в компании BizWareDirect Inc., разрабатывающей программы и специализирующейся на сборе и управлении производственными данными. Далее она отмечает: «Многие респонденты еще не осознали те удобства, которые может дать использование Web-приложений для связи между отдельными участками. Покупатели, которые преодолели барьер, и перешли к мониторингу на основе Web, поражаются произошедшим переменам и той легкости, с которой можно соединиться с любым компьютером на месте и быстро получить доступ к данным. Со временем пользователи осознают все функциональные возможности этой технологии как инструмента в промышленном производстве. И тогда мы станем свидетелями скачка численности предприятий, которые не просто используют эту технологию, но и полагаются на нее». Сорок процентов респондентов указывают, что их системы HMI помогают им следовать требованиям предписаний, таких как 21 CFR Часть 11. Если принять во внимание значительную долю респондентов (42%), применяющих программы HMI как в серийном, так и в непрерывном производстве, может показаться, что эта цифра должна быть выше. Однако Ренье Брандт, менеджер по маркетингу продукции визуализации в подразделениях Wonderware и ArchestrA, отмечает, что роль HMI в выполнении этой задачи меняется. «HMI используются для регистрации действия пользователя, особенно электронных подписей, – продолжает она, – однако вторым компонентом соответствия техническим условиям является накопление данных. В рамках этого мы наблюдаем тенденцию использования истории процесса или продуктов, основой которого является база данных. Электронные документы и автоматические отчеты, такие как электронные данные о партии, быстро согласовываются с требованиями. Эта восстановимая информация хранится долгое время с гарантией того, что записи не будут изменены или модифицированы».
Детализация HMI
Респондентов подробно опрашивали о современных системах HMI, которые они используют в настоящее время, и об их возможностях, которые они считают важными. Их особенно просили определить решающие факторы в четырех областях: входные устройства, графические возможности, возможности соединения и операционные системы. Типичная система, исходя из ответов респондентов, – это открытая сеть с цветным графическим устройством, сенсорным экраном и функциональной клавиатурой, работающая под управлением Microsoft Windows XP. Следует отметить большое число респондентов, уже использующих дисплеи с плоской панелью. Громадные преимущества их тонкого корпуса, легкости установки и возможности размещения в труднодоступных местах позволили им за относительно короткое время занять лидирующие позиции. По крайней мере, половина всех респондентов имеют открытое и/или OPC соединение, около 20% – беспроводное, 11% соединены с MES и 9% – с ERP системами. Практически все респонденты имеют возможность использовать цвет (95%) и/или тревоги (93%), общими для всех являются также анализ трэндов (83%) и анимация (74%). Комментируя высокий процент функций тревог и анализа трэндов, Рой Тэннер, менеджер по маркетингу System 800xA в компании ABB Inc., отмечает, что результатом усилий по снижению риска были недавние обсуждения с заказчиками темы управления тревогами. «Нарушение в системе подачи тревог или отсутствие стратегий управления тревогами может увеличить риск плохой оптимизации процесса, повреждения производственного оборудования или даже несчастных случаев», – утверждает он, добавляя, что возможности и инструменты тревог системы помогают пользователям исполнять и поддерживать надлежащие стратегии управления тревогами, сравнение тревог и приложения, обеспечивающие предоставление отчетности.
Самые используемые операционные системы – это Microsoft Windows XP и 2000, каждая была установлена у половины респондентов (55% и 50%). Также были упомянуты Microsoft Windows NT (30%), CE (25%) и Server 2003 (16%). Лишь около четверти всех респондентов имеют ОС, которые поддерживают Web. Выявлено большое число многовариантных ответов, показывающих, что во многих процессах используется более одной операционной системы. «Во многих больших установках, – поясняет Брандт из Wonderware, – у пользователей может быть производственная линия, работающая с более старой операционной системой. У них не было с ней никаких проблем, поэтому они и не вносили никаких изменений. Однако, по мере того, как они начнут расширять производственные возможности или заменять неисправное оборудование, исходная операционная система может оказаться нерабочей. Пользователи также осуществляют профилактическую замену оборудования для расширения применения функциональности нового программного обеспечения и повышенной надежности аппаратуры. Более современная операционная система поставляется с новой аппаратурой, поэтому, естественно, одновременно обновляется и программное обеспечение, что приводит к множеству версий как программных приложений, так и операционных систем».
Взгляд в будущее
Обновление существующего ПО HMI вызывается в основном (42% всех респондентов) потребностью в возможностях новой версии. Однако при этом обращают на себя внимание две различные философии. С одной стороны, почти четверть (23%) всех респондентов производят обновление с каждым новым релизом. С другой стороны, 20% никогда не обновляют пакет, при условии, что он установлен и работает, полагая, что раз система работает, и нет серьезных причин для ее изменения, то все должно остаться на месте. В 13% случаев обновления делаются только для «заплаток». На вопрос о видах обслуживания, которые требуются им от поставщиков ПО HMI, большинство (87%) ответили, что они хотели бы произвести обновления и установить «заплатки». Не удивительно, что более двух третей (69%) обращались к поставщикам ПО за обучением. Немалое число респондентов (43%) работало со своими поставщиками по настройке и модификации программы. В отношении видения будущего 43% участвовавших в опросе сказали, что они надеются в следующем году приобрести больше ПО HMI (см. секторную диаграмму). Более половины останутся на прежнем уровне приобретений. И только 6% предположили уменьшение расходов. Те, кто планирует рост, уверены, что основанием роста расходов на приобретения являются новые возможности и обновления ПО. Причины для уменьшенных расходов разнородны. Они включают отсутствие планов расширения производства, отсутствие финансовых возможностей, общий спад деловой активности и недавнее завершение обновления. В общем и целом, пользователи продолжают вкладывать деньги в ПО HMI, ища пути для минимизации затрат и упрощения применения. Усовершенствования облегчают создание приложений, содействуют стандартизации и непрерывному росту.
Програмное обеспечение HMI
HMI для всего предприятия
Программное обеспечение HMI RSView Enterprise Series заполняет разрыв между системами на уровне производства и на уровне диспетчерского управления для предоставления эффективного, производительного и экономичного интерфейса на всех уровнях предприятия. Разработанные для обеспечения масштабируемости и интеграции между машинным и диспетчерским уровнями продукты имеют общий вид и навигацию для ускорения разработки и уменьшения времени обучения. Series использует FactoryTalk, общую платформу служб автоматизации для распределения информации, возможностей и режимов работы по всей линейке продуктов Rockwell Automation. Она включает Supervisory Edition с HMI диспетчерского уровня для приложений контроля и управления и Machine Edition, HMI машинного уровня, который поддерживает открытые и встроенные решения интерфейса оператора для контроля и управления отдельными станками или небольшими процессами. Studio поддерживает редактирование и повторное использование проектов для обеспечения переносимости между системами HMI.
Сократить время проектирования и внедрения
Версия 9.5 программного обеспечения HMI InTouch включает технологию SmartSymbol для уменьшения времени проектирования, тестирования и внедрения приложения. SmartSymbol объединяет объектно-ориентированную технологию с графическим представлением InTouch и преобразует его в многократно используемые шаблоны. Изменения, внесенные в шаблоны объектов, автоматически распространяются по всему приложению, даже через разнородные сетевые узлы на базе PC. Новая скрипт-функция, называемая IOSetRemoteReferences, модифицирует источник данных для теговых ссылок на объекты ArchestrA Objects сервера промышленных приложений Industrial Application Server (далее IAS) или InTouch во время исполнения программы. Это позволяет разработчикам изменять экземпляры объектов для графических символов, созданные с учетом специальных условий или непосредственно с помощью взаимодействия с пользователем. Другие новые возможности включают скрипты, облегчающие наблюдение, создание и анализ данных. InTouch 9.5 также позволяет пользователям создавать мнемосхемы, которые могут быть доступны для наблюдения с рабочих станций, карманных компьютеров, браузеров, компьютеров Wonderware Industrial Tablets и Touch Panel. Новым в подходе к построению мощных распределенных SCADA систем является использование IAS на базе технологии ArchestrA. IAS позоляет осуществлять полноценную компонетную (объектно-ориентированную) разработку распределенных приложений с возможностью динамического реконфигурирования, централизованного обслуживания и командной работы с объектами. IAS является концептуально новым слоем автоматизации в построении SCADA систем, значительно упрощающей уровень HMI/ SCADA. IAS интегрирует и агрегирует различные данные систем всех уровней предприятия. При использовании IAS InTouch становится InTouch View клиентом, «легким» HMI, который отображает данные объектов и функционалов IAS.
Программное обеспечение HMI объединило поддержку компьютера
Proficy HMI/SCADA, Cimplicity Version 6.2 – это специальный релиз для автомобильной промышленности, который в настоящее время поддерживает работу с Microsoft Clustered Servers. Этот релиз расширяет Cimplicity как основание для Tracker – продукта, предназначенного для календарного планирования и управления, широко применяемого при производстве и сборке автомобилей. Считается, что поддержка Clustered Server расширяет работоспособность устройств автоматизации за счет автоматического запуска выполняемых функций на другом представителе кластера, который возобновляет работу с текущим снимком состояния цеха предприятия. Поддержка Clustered Server, объединенная с другими инструментами повышения производительности разработчика и оператора, будет включена в следующий общий релиз Cimplicity, версия 7.0, в начале 2006 г.
ПО HMI от AutomationDirect
В состав пакета LOOKOUTDirect входят драйвера десяти наиболее популярных ПЛК и устройств удаленного сбора информации. Пакет является объектноориентированным и событийно управляемым. Когда происходит некоторое событие, оно посылает сигнал через всю сеть, изменяя только объекты, имеющие отношение к этому определенному случаю. Все несвязанные объекты остаются в их текущем состоянии, не загружая процессор. LOOKOUTDirect автоматически создает и поддерживает историю процесса посредством комбинаций различных механизмов архивации: распределенная историческая регистрация данных; регистрация в электронной таблице; регистрация в базе данных Citadel; регистрация событий. LOOKOUTDirect объединяет исторические данные и данные в реальном времени в один большой графический тренд, который можно свободно прокручивать или переходить на любое определенное время. Скорость восстановления и отображения данных превышает 25000 значений в секунду.
Простота конфигурирования
В Simatic WinCC flexible 2005 особое значение придается эффективности конфигурирования. Последняя версия позволяет пользователям конфигурировать быстрее, импортировать существующие списки тегов дружественным пользователю способом и с помощью поддержки кодовой таблицы Unicode легко транслировать проекты на азиатские языки с помощью внешних инструментальных средств. Опция WinCC flexible/Audit впервые позволяет производителям оборудования облегчить процедуру сертификации продукции для применения в фармацевтической промышленности. Возможности включают импортирование списков тегов и выполнение импорта/экспорта текста в формате .xls, простую обработку графиков в различных форматах и передачу данных конфигурации в панель по сети Profibus. Система также предоставляет поддержку лицензирования на стадиях проектирования и исполнения и, кроме того, прослеживает производственные процессы, используя контрольный журнал.
Возможности HMI по извлечению данных
SCADA-система GENESIS32 компании ICONICS предоставляет широкие функциональные возможности для организации человеко-машинного интерфейса. Это строгое соответствие самым новым спецификациям OPC, включая ОРС DA 3.0, OPC DX и OPC XML 1.0; новая технология обмена информацией с открытыми базами данных – Microsoft SQL Server, Oracle, MS Access, ODBC, OLEDB, SAP, позволяющая объединять производственные данные с данными бизнеспроцессов предприятия; VCRWorX32 – продукт, предоставляющий возможность динамической визуализации архивов, с «обратной прокруткой» или пошаговым просмотром событий в режиме отображения на мнемохеме и многое другое.
Кроме того, построить систему автоатизации нового уровня поможет программный пакет BizViz.NET 8.0 – интуитивно понятные и легкие в освоении инструменты, построенные на платформе Microsoft.NET и позволяющие создавать единое информационное пространство предприятия. Эксклюзивным дистрибьютором продукции ICONICS является компания.
Персонализация обзора производства
Система IndustrialIT System 800xA Operations предоставляет доступ к данным масштаба предприятия и взаимодействует с множеством приложений на любой подключенной к сети рабочей станции предприятия. Она приспосабливает системный интерфейс OperateIT Process Portal для доставки информации, необходимой для принятия ответственных решений и оптимизации соответствующего отклика. Система собирает информацию от многочисленных источников и преобразует ее в значимые данные для различных пользователей. Технология Aspect Object Framework соотносит все данные с производственного участка со специфическими производственными фондами. С помощью навиации все производственные мощности отображаются в согласованной и легко обозримой форме. При этом единое окно обеспечивает обзор интеллектуальных полевых устройств, функций оптимизации фондов, управления информацией, управления партией, систем безопасности и MES-приложений.
Четыре графика, одна станция
Рабочая станция DeltaV с четырьмя мониторами с плоским экраном обеспечивает гибкое, легко конфигурируемое пространство оператора. Новый, готовый к применению пакет позволяет оператору просматривать четыре графических изображения с одного места. Любой график процесса может быть открыт на любом экране. Рабочая станция использует метод и инструменты конфигурирования дисплея DeltaV. Пользователь может запускать заранее заданный набор дисплеев. Dynamos и расширенная функциональность помогают в разработке операторского интерейса, позволяя воспользоваться преимуществами дополнительных экранов.
Интуитивное HMI использует архитектуру на базе Web
Experion Station, часть Experion Process Knowledge System (PKS) от Honeywell, представляет мощный и надежный HMI, который обеспечивает интуитивную, безопасную рабочую среду. Технология HMIWeb компании, базирующаяся на Web-архитектуре, предоставляет общую инфраструктуру для всего предприятия с целью обеспечения бесшовной интеграции на основе открытых Webстандартов. Дизайн представления тревог и событий строго соответствует рекомендациям Abnormal Situation Management (ASM) Consortium, British Engineering Equipment и Materials Users Association (EEMUA) Publication 191. Конфигурируемые выпадающие меню и полосы инструментов предоставляют простую навигацию и быстрый доступ к обрабатываемым данным. Возможности включают интеграцию видео в реальном масштабе времени, поддержку ActiveX, написание и запуск приложений. Использование промышленных стандартов обеспечивает хорошо знакомую рабочую среду. Второй модуль, Mobile Station, предоставляет среду управления для операторов на рабочих местах.
Панельные компьютеры серии Business Panel от Kontron
Масштабируемость данной серии позволяет гибко варьировать основные параметры компьютеров: экран (10,4–19″), процессор (Pentium III/Celeron до 1,4 ГГц), накопители (CD-ROM, FDD, 2,5″ HDD, CF), промышленные шины (CANopen, DeviceNet, Profibus), ОС (MS-DOS, Win 95/98/2000/XP/NT, Linux, VxWorks). Стандартные PC-интерфейсы: 2xPCI, 2хLAN, 3xCOM, 2xUSB 1xDVI/VGA и др. Компьютеры Business Panel имеют фронтальные панели с классом исполнения IP65 и защищены от воздействия ударов, вибрации, экстремальных температур и электромагнитных помех. Kontron гарантирует их доступность в течение как минимум 5 лет! Опционально возможно подключение дисплея к системному блоку панельного компьютера с помощью технологии LDM на расстоянии до 30 м посредством одного кабеля.
DataRate новое средство динамической визуализации данных
DataRate 1.0 – новый программный продукт НПФ «КРУГ» для быстрого создания HMI-программ с расширенной функциональностью. ПО разработано по технологии Microsoft .NET с использованием эффективных и надежных объектов .NET Framework. Графическая подсистема DataRate позволяет разработчикам легко создавать объектно-ориентированные графические представления процесса, а операторам интерактивно контролировать и управлять этим процессом. Скрипты на C# позволяют создавать эффективные алгоритмы обработки данных. Динамика примитивов при наступлении события изменит значение, откроет мнемосхему, выполнит скрипт. Для мониторинга и контроля процессов используются модуль трендов и подсистема событий и тревог. Источниками данных для объектов разрабатываемой системы могут служить системы и интеллектуальные устройства, поддерживающие стандарт OPC DA, а также СУБД. Кроме области АСУ ТП, DataRate можно применять в различных задачах, требующих динамической визуализации данных в виде мнемосхем, трендов и других графических объектов.