在為人機界面(HMI)以及監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)設(shè)計硬件和軟件時，除了最基本的任務(wù)外，還有很多事情要做。了解核心原則和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要，但也應(yīng)考慮許多相關(guān)因素，其中包括公司的標(biāo)準(zhǔn)、用戶能力、技能水平、工藝需求、未來規(guī)劃以及與其它系統(tǒng)的集成。如果一個公司的規(guī)劃著眼于大局，那么最終的產(chǎn)品將是更好的。

　　重要的第一步是制定公司的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)或監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)很重要www.cechina.cn，但公司也可以從擁有自己的標(biāo)準(zhǔn)中獲得好處。

　　"如果公司尋求改進(jìn)系統(tǒng)，那就應(yīng)該考慮先確定內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。"Inductive Automation公司的應(yīng)用工程經(jīng)理Kent Melville說ConTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，"如果公司花時間定義他們自己的標(biāo)準(zhǔn)，就可以確保部署真正想要的協(xié)議和硬件類型等。"

　　制定SCADA設(shè)計的公司標(biāo)準(zhǔn)

　　制定公司標(biāo)準(zhǔn)使組織更容易堅持其計劃，而不會受到錯誤決策的影響。由于很多工作都是通過供應(yīng)商完成的，因此有時很難按照標(biāo)準(zhǔn)的要求去做。安裝專有設(shè)備和軟件，如果公司以后想要進(jìn)行更改，那成本可能就會過高。而且由于不同的專有系統(tǒng)不能相互通信，因此有時公司并不清楚，更改會造成何種影響。

　　"人們真的需要對他們的系統(tǒng)擁有所有權(quán)，而不是什么事都由供應(yīng)商確定。"Melville說ConTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，"為了維護(hù)您自己的PLC、協(xié)議、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等標(biāo)準(zhǔn)，通常有兩種選擇：第一種，您可以選擇專有解決方案，由制造商提供一切。第二種，您可以與支持開放標(biāo)準(zhǔn)的公司合作。通過這種開放的方法，即使來自不同公司的產(chǎn)品，也可以相互通訊并協(xié)同工作。"

確定企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)是良好的開端。圖片來源：Inductive Automation

　　如果與系統(tǒng)集成商合作，預(yù)先闡明標(biāo)準(zhǔn)將使總體目標(biāo)更容易理解。Brock Solutions是一家全球化系統(tǒng)集成商，在各個行業(yè)都有實施的項目，該公司的業(yè)務(wù)部門負(fù)責(zé)人Davin McDougall說，"我們見過各類標(biāo)準(zhǔn)。我們既看到過沒有標(biāo)準(zhǔn)、糟糕的標(biāo)準(zhǔn)（這可能比沒有標(biāo)準(zhǔn)更糟糕），也看到過世界一流的標(biāo)準(zhǔn)。如果標(biāo)準(zhǔn)選擇合適，我們將其稱為'加速器'。每個人都想擁抱和投資加速器，因為它們可以推動各項事宜更快的發(fā)展。"

　　McDougall提到一個項目，在該應(yīng)用中標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮了關(guān)鍵作用并使客戶受益良多。他們的運營模式依賴于在整個組織中實施實用、有效的標(biāo)準(zhǔn)。 例如，在控件中，您會找到標(biāo)準(zhǔn)的附加指令、用戶定義的數(shù)據(jù)類型、標(biāo)簽命名約定、程序結(jié)構(gòu)和一般設(shè)置參數(shù)列表。他們與供應(yīng)商合作，對硬件和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，以提供一流的解決方案。在SCADA域內(nèi)，HMI模板、連接性、屏幕頁眉/頁腳、一般導(dǎo)航、字體和字體大小都是標(biāo)準(zhǔn)化的。因此，無論在企業(yè)內(nèi)的哪個位置，單速電機都以相同的方式、相同的代碼進(jìn)行控制，并且在運行人員看來都是一樣的。在企業(yè)的任何地方對故障單速電機進(jìn)行故障排除，對于維護(hù)技術(shù)人員而言來說過程都是相同的。

　　從整體上來考慮

　　在考慮工藝需求時，很重要的一點是要超越特定的生產(chǎn)線或項目，最好從整體上來考慮。"在實施控制時www.cechina.cn，學(xué)習(xí)IT的經(jīng)驗很有用。"Melville說ConTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，"IT非常重視需求收集并確保所有利益相關(guān)者都參與到其中。"利益相關(guān)者將包括受項目影響的任何人--運營商、集成商、主管、IT團(tuán)隊，以及任何想要查看指標(biāo)的高管。與流程相關(guān)的每個人，都應(yīng)該參與定義需求。但是，您需要為每個組的輸入賦予適當(dāng)?shù)臋?quán)重。例如，每天使用該系統(tǒng)的運行人員應(yīng)具有較大的權(quán)重。

使用開放標(biāo)準(zhǔn)可以更好地控制工藝過程。

　　McDougall也認(rèn)為從利益相關(guān)者那里獲得輸入是非常有價值的。當(dāng)涉及到需求收集、設(shè)計、構(gòu)建、測試、調(diào)試和維護(hù)這些項目時，所有利益相關(guān)者都需要參與進(jìn)來。所有利益相關(guān)者通常包括工程、IT、質(zhì)量、維護(hù)、運營、財務(wù)以及系統(tǒng)集成商和技術(shù)供應(yīng)商等合作伙伴。如果忽略了利益相關(guān)者，項目的風(fēng)險狀況就會顯著上升。

　　了解用戶的使用習(xí)慣

　　要思考的問題還包括：如何與這個系統(tǒng)進(jìn)行互動？他們的經(jīng)驗水平如何？

　　"在工廠車間，通常是運行人員在固定屏幕上查看系統(tǒng)，他們需要快速獲取信息。"Melville說ConTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，"這個人很可能已經(jīng)從事這項工作20年。他需要熟悉的東西。如果新系統(tǒng)與他習(xí)慣的系統(tǒng)相差太大，他可能無法正確學(xué)習(xí)，或者他可能會感到沮喪。你走在一條正確的道路上，因為你想使用新技術(shù)，但你不希望交付的產(chǎn)品變化很大，以至于使用戶感到陌生。"

在設(shè)計HMI/SCADA之前，考慮所有利益相關(guān)者的需求。

　　此外，企業(yè)需要查看組織內(nèi)的各種"用戶故事"。"對于某些運行人員，需要快速確定某項參數(shù)是否在運行范圍內(nèi)，這時您可能希望使用高性能圖形。"Melville說ConTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，"通過這種方法，你可以使用高亮顏色來處理需要立即關(guān)注的東西，以顯示不符合規(guī)格的東西。而且您還必須考慮運行人員的能力，以及允許他做什么。換句話說，他有多少時間來研究這些SCADA屏幕？這是一個應(yīng)該考慮的因素。

　　對于業(yè)務(wù)方面的主管來說，"用戶故事"是不同的。在那里，人們不一定僅限于快速瀏覽。他們可以花時間深入分析數(shù)據(jù)，以便根據(jù)信息做出決策。它可能比工廠車間運行人員所需要的更復(fù)雜并且包含更多細(xì)節(jié)。所以每個群體都有不同的需求，如果你只為一個利益相關(guān)者設(shè)計東西，最終交付的成果就很難滿足每個人的需求。

應(yīng)該向不同的用戶組提供不同的顯示和數(shù)據(jù)集。

　　移動響應(yīng)式HMI集成

　　有些企業(yè)可能還希望采用移動響應(yīng)式設(shè)計。例如，高管可能希望在移動設(shè)備上查看數(shù)據(jù)。讓桌面設(shè)計適應(yīng)移動設(shè)備，比直接為移動設(shè)備設(shè)計更難。如果在應(yīng)用中需要為移動設(shè)備設(shè)計HMI，最好提前了解這些信息。

　　"一般來說，當(dāng)您查看用戶界面時，希望事情變得直觀，并且能夠快速移動。"Melville說ConTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，"盡量避免使用提示、鍵盤快捷鍵、右鍵單擊屏幕的某些部分等等。您肯定希望人們能夠快速學(xué)習(xí)它。如果使用隱藏的功能，它可能變成幕后的知識ConTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，新人很難知道它。而隨著人們退休，知識就可能會丟失。"

　　此外 ，還要考慮系統(tǒng)如何與其它系統(tǒng)集成。如果公司使用開放標(biāo)準(zhǔn)，集成就會容易得多。如果將數(shù)據(jù)推送到云端，或為政府機構(gòu)準(zhǔn)備報告，您可以這樣做，因為您的數(shù)據(jù)是集中的。您需要一個可以協(xié)同工作并且可以共享數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。保持開放的很大一部分原因是擁有實時數(shù)據(jù)。使用現(xiàn)代工具和技術(shù)非常有用，例如應(yīng)用程序接口(API)、OPC UA以及存儲為可查詢的開放數(shù)據(jù)庫格式。

　　輕松訪問數(shù)據(jù)的能力，也有助于處理運營技術(shù)(OT)和信息技術(shù)(IT)之間的關(guān)系。IT看到如果用現(xiàn)代可擴(kuò)展的方法來解決OT問題，更容易獲得資金來維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，因為他們認(rèn)為這對整個組織都有好處。企業(yè)可以在IT參與的情況下采取更多舉措，并為項目獲得企業(yè)預(yù)算，而不是依靠有效的OT預(yù)算。

　　7個SCADA系統(tǒng)集成問題

　　作為與其他系統(tǒng)集成討論的一部分，您需要關(guān)注與SCADA系統(tǒng)設(shè)計和集成相關(guān)的7個問題：

　　1.誰需要這些數(shù)據(jù)？

　　2.需要從哪里訪問它？

應(yīng)考慮運行人員的經(jīng)驗和技能水平。

　　3.只讀還是讀寫的？

　　4.您是否需要隔離區(qū)(DMZ)來增強網(wǎng)絡(luò)安全？

　　5.人們是否使用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)？

　　6.如果處于受監(jiān)管的行業(yè)，您是否需要避免與外部共享數(shù)據(jù)？

　　7.您的移動App是否可以在任何地方使用，還是只有在工廠連接到本地Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)時才能使用？

　　未來：每年審查標(biāo)準(zhǔn)

　　在創(chuàng)建組織的標(biāo)準(zhǔn)時，企業(yè)不能期望它們在10年后仍然適用。技術(shù)瞬息萬變，因此需要與時俱進(jìn)。

　　"建立一個定期開會討論標(biāo)準(zhǔn)的利益相關(guān)者小組是個好主意。"Melville建議，"該小組應(yīng)至少每年召開一次會議以審查其標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)需要變更。當(dāng)然，變更可能代價高昂，因此您的團(tuán)隊需要研究需求和可能性。"將一些真正的想法付諸實踐，以得出最佳行動方案。選擇可以獲得長期支持的技術(shù)，這樣未來需要的變更就更少。

　　擁有大局觀并在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)工作，有助于項目獲得成功。"擁有一套明確的公司標(biāo)準(zhǔn)ConTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，可以節(jié)省未來項目所需的時間。"Melville說ConTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，"它可以避免每次都需要從頭開始。您可以開始新項目的運行，因為您已經(jīng)打下了堅實的基礎(chǔ)。"（作者：JimMeyers）