Kurs projektanta systemów HMI/SCADA cz.7 – Jak dbać o rozwój i przyszłość systemów HMI/SCADA w przedsiębiorstwach?

W poprzednim odcinku „Kursu projektanta systemów HMI/SCADA cz.6 – Testowanie, kontrola i utrzymanie nowej wizualizacji HMI/SCADA” przedstawiliśmy elementy, na które trzeba zwrócić uwagę przy wdrożeniu wizualizacji i projektowaniu control room’u.

W ostatnim, siódmym odcinku „Kursu projektanta systemów HMI SCADA” pokażemy, jak dbać o rozwój takich systemów, aby prowadził do ciągłego doskonalenia, wzrostu efektywności i coraz większych oszczędności w zakładzie produkcyjnym. Podsumujemy cykl w formie wiedzy projektanta w pigułce.

Po tej części czeka też na Was końcowy quiz. Tych, którzy odpowiedzą prawidłowo na pytania, nagrodzimy certyfikatem ukończenia kursu.

Ten artykuł jest częścią cyklu „Kurs projektanta systemów HMI/SCADA”

„Kurs projektanta systemów HMI/SCADA” przeznaczony jest zarówno dla początkujących w projektowaniu SCADA, jak również dla tych, którzy chcą poszerzyć swoją wiedzę w zakresie nowych technik projektowania.

Kurs składa się z 7 części, w których zostaną przedstawione i opisane nowoczesne techniki projektowania systemów HMI/SCADA. Każdy uczestnik kursu ma możliwość przećwiczenia w zadaniach kolejnych elementów projektowania wizualizacji.

Jeśli przeczytasz wszystkie artykuły, będziesz świetnie przygotowany/a do końcowego quizu, po którym otrzymasz certyfikat ukończenia.

„Kurs projektowania systemów HMI/SCADA” obejmuje następujące artykuły w formie poradników:

1. Jak efektywnie projektować wizualizacje?
2. Tradycyjne i nowoczesne praktyki tworzenia wizualizacji HMI/SCADA.
3. Jak dopasować specyfikę wizualizacji HMI/SCADA do celu procesu i oceny wydajności procesu?
4. Jak przedstawiać elementy dynamiczne oraz alarmy na wizualizacjach HMI/SCADA?
5. Jak zacząć projektowanie i tworzenie wydajnej wizualizacji zgodnie z dobrymi praktykami?
6. Jak przeprowadzić testy, kontrolę i utrzymanie nowej wizualizacji HMI/SCADA?
7. Jak dbać o rozwój i przyszłość systemów HMI/SCADA w przedsiębiorstwach?

Po zaprojektowaniu wizualizacji i jej wdrożeniu, doborze odpowiedniego sprzętu i uwzględnieniu czynników, które wpływają na pracę operatorów, wizualizacja teoretycznie powinna wydajnie pracować i służyć Wam przez lata.

W dziedzinie systemów SCADA nie możemy mówić o chwilowych trendach i modach. Zmiany w sposobie projektowania wynikają ze zmieniających się potrzeb, dlatego warto być z nimi na bieżąco.

Aby mieć pewność, że zaimplementowany system SCADA będzie Wam niezawodnie służyć i dawać realne korzyści w Waszym przedsiębiorstwie, warto regularnie sprawdzać jego niezawodność, a w razie potrzeby –  modernizować i zmieniać, dlatego warto być czujnym i na bieżąco sprawdzać, czy wizualizacja pracuje cały czas na takim samym, wysokim poziomie.

Jaka będzie przyszłość systemów HMI/SCADA?

Czego możemy się spodziewać w najbliższej przyszłości, jeśli chodzi o systemy HMI/SCADA? O co warto zadbać w procesie wyboru oprogramowania SCADA, żeby zapewnić bezawaryjną pracę?

Warto śledzić aktualne nowości i zmiany w innych przedsiębiorstwach oraz na rynku. Dzięki temu będziesz na bieżąco z nowymi możliwościami takich systemów.

Warto także mierzyć stan wydajności pracy operatorów w Twoim przedsiębiorstwie. Do tego przyda się badanie czasu reakcji operatorów, komfortu ich pracy i efektywności ich działania.

Pamiętaj!
Nie warto zbyt często robić dużych i nagłych zmian, bo zbyt długi czas przystosowania się operatorów i personelu do nowej wizualizacji, systemów lub sprzętu może powodować opóźnienia na produkcji. Gdy takie zmiany będą częste, oczekiwany wzrost efektywności może przerodzić się w gwałtowny spadek.

Jakie są aktualne wyzwania dla nowych systemów?
Jest kilka głównych dziedzin, w których warto obserwować zmiany na rynku i sprawdzać nowe możliwości dla Twojego zakładu produkcyjnego. Każda z nich wpływa na komfort pracy operatora.

Przyszłość systemów HMI/SCADA już od wielu lat wiąże się nierozłącznie z rozwojem komputerów. Większe możliwości warstwy sprzętowej systemów SCADA i HMI umożliwiają rozwój całej produkcji. Im lepiej konsola operatora jest dostosowana do jego oczekiwań, tym lepsze będą wyniki jego pracy.  

Głos i gesty
W komputerach w przemyśle duże możliwości może przynieść wprowadzenie funkcji komend głosowych. Dodatkowo w komputerach przemysłowych, do zastosowań operatorskich, dla ułatwienia komunikacji mogą zostać wprowadzone systemy, które tłumaczą język w czasie rzeczywistym.

Prawdopodobnie do nawigacji głównie wykorzystywane będą możliwości oprogramowania rozpoznającego gesty, ale urządzenia peryferyjne takie jak myszki i klawiatury nadal będą dostępne w razie potrzeby.

Monitory
Kolejnym ważnym elementem każdego pomieszczenia control room są ekrany, na których zostają wyświetlane zaprojektowane wcześniej wizualizacje oraz mechanizmy do analizy i raportowania z systemów SCADA.

W przyszłości centralnych dyspozytorni fizyczne monitory mogą zostać wyeliminowane, a ekrany wizualizacji będą widoczne dla operatora przez zastosowanie specjalnych okularów, po założeniu których będą wyświetlane niezbędne elementy.

Zapewni to skupienie uwagi operatora na aktualnie najważniejszych elementach, bez konieczności zmieniania pozycji przez operatora lub szukania odpowiedniego ekranu.

W przypadku wykorzystania fizycznych monitorów, transmisja bezprzewodowa wideo w wysokiej rozdzielczości wyeliminuje konieczność stosowania okablowania pomiędzy monitorami i komputerami.

Kamery
W przyszłych pomieszczeniach centralnej dyspozytorni i na produkcji kamery będą na tyle małe i względnie tanie, że ich wykorzystanie rozszerzy się na cały zakład produkcyjny. Dzięki temu możliwy będzie podgląd każdego elementu maszyny i całej produkcji.

Wpływ na operatora
Wszystkie te czynniki będą wpływać na charakter pracy operatora, dzięki czemu w przyszłości będzie mogła być mniej stacjonarna. System sterowania procesem będzie w stanie podpowiedzieć operatorowi, jakie czynności i akcje powinien podjąć w konkretnych sytuacjach, np. w stanach alarmowych. Operator nie tylko będzie wiedział, jakie są powody stanu alarmowego, ale będzie dokładnie wiedział o ich konsekwencjach w czasie i o tym, jak właściwie zareagować.  Do tego konieczne będzie wykorzystanie wiedzy inżynierów procesu, którzy będą „nauczycielami” systemu.  

Stanowisko operatora będzie mogło zostać umiejscowione w dowolnym miejscu, w którym zostaną spełnione normy bezpieczeństwa i niezawodnej komunikacji.

Symulacja
Komputery wysokiej mocy umożliwiają uruchomienie zaawansowanych symulacji. Symulacje są przydatne, żeby właściwie przeprowadzić proces sterowania i produkcji. Dzięki temu operator może sprawdzić, na jakim etapie sterowania jest i jakie są możliwe opcje (a zarazem konsekwencje tych działań), żeby osiągnąć cel. Symulacje przedstawiają też aktualny stan procesu.

Uwaga!
We wprowadzaniu innowacyjnych rozwiązań pamiętaj o zapewnieniu redundancji i alternatywy w postaci rozwiązań wykorzystywanych dotychczas. Dzięki temu nie tylko zapewnisz wygodę użytkowania wszystkim operatorom w przejściowej fazie wprowadzania nowych technologii, ale też w razie awarii nowego sprzętu będziesz przygotowana/y na skorzystanie z klasycznych metod.

Czy warto decydować się na zmiany w wizualizacjach HMI/SCADA?

Możemy się zastanawiać, czy zmiana całych pomieszczeń control room i wizualizacji ma sens; czy zysk jest większy niż straty i czy właściwie opłaca nam się to robić. W końcu to nie tylko pieniądze, a też poświęcony czas i zaangażowanie.

Badania pokazują, że wizualizacje zaprojektowane w nowoczesny sposób, zgodnie z praktyką Situational Awareness, są dużo bardziej czytelne dla operatora niż tradycyjne i skutkują znacznie krótszym czasem reakcji operatora.

Przykład działania wizualizacji HMI/SCADA projektowanej zgodnie z nowymi zasadami, pokazują badania przeprowadzone przez Abnormal Situation Management Consortium oraz Nova Chemicals.

W badaniu wykorzystującym tradycyjną wizualizację i wizualizację zaprojektowaną zgodnie z nowoczesnymi zasadami projektowania wzięło udział 21 doświadczonych operatorów procesu. Przy wykorzystaniu skomplikowanego symulatora operatorzy musieli odpowiednio zareagować i poradzić sobie z takimi samymi sytuacjami krytycznymi i błędami. Używając wysoko wydajnej wizualizacji operatorzy byli w stanie wykryć i z wyprzedzeniem zareagować na sytuację alarmową. Problemy zostały rozwiązane w krótszym czasie, a współczynnik sukcesu był dużo wyższy:

• wykrywanie sytuacji alarmowych przed wystąpieniem alarmu: dla nowej wizualizacji było o 38% częstsze niż dla starej wizualizacji,
• współczynnik sukcesu w rozwiązywaniu sytuacji awaryjnych: dla nowej wizualizacji wyniósł 96%, dla poprzedniej – 70%,
• czas zakończenia zadań związanych z sytuacją alarmową: dla nowej wizualizacji – 10.6 minuty, a dla starej wizualizacji – 18.1 minuty.

Z badań można również dowiedzieć się, że sytuacje alarmowe przynoszą w Stanach Zjednoczonych 20 miliardów dolarów strat rocznie. Szacuje się, że około 20%-25% tych strat można byłoby uniknąć, wprowadzając wysoko wydajną wizualizację HMI/SCADA oraz odpowiednie metody zarządzania alarmami.

Jak zweryfikować, czy nowa wizualizacja się sprawdza?

Żeby sprawdzić działanie systemu po wprowadzeniu nowej, wysoko wydajnej wizualizacji, podejmij następujące kroki:

Krok 1:
Wybierz kilka przykładów normalnego działania produkcji i przypadków błędów na produkcji.

Krok 2:
Wybierz kilka tradycyjnych grafik, które mogłyby być użyte do zidentyfikowania normalnych i krytycznych sytuacji wybranych w poprzednim kroku. Przykładowo dla 3 wybranych sytuacji normalnych i 3 sytuacji awaryjnych właściwe będzie około 10 grafik.

Krok 3:
Przygotuj dwie wersje każdego tradycyjnego ekranu wizualizacji – dla stanu normalnego działania i dla stanu alarmowego.

Krok 4:
Przygotuj dwie wersje każdego nowoczesnego ekranu wizualizacji – dla stanu normalnego działania i dla stanu alarmowego (np. jeden ekran zbiorczy poziomu 1), dwa ekrany poziomu 2 i dwa ekrany poziomu 3 – każdy z nich powinien mieć dwie wersje).

Krok 5:
Wybierz jedną grupę operatorów do testowania tradycyjnej wizualizacji i drugą grupę do testowania nowoczesnej wizualizacji.

Krok 6:
Poproś operatorów, żeby spojrzeli na każdy ekran w obu scenariuszach (normalnego i awaryjnego działania), zidentyfikowali i wypisali nieprawidłowości, a następnie powiedzieli, jaki stan procesu pokazuje ekran.  

Krok 7:
Powtórz test sprawdzania tradycyjnej i nowoczesnej wizualizacji dla innych grup operatorów.

Krok 8:
Mierz czas całego ćwiczenia i dokonaj oceny odpowiedzi. Możesz ustalić limit czasu.

Krok 9:
Porównaj dokładność, prędkość i kompletność wykrycia sytuacji alarmowych przez operatora i diagnostyki dla każdego ekranu. Porozmawiaj z operatorami, żeby wykryć inne możliwe nieprawidłowości w wizualizacji.

Podsumowanie kursu

Po przeczytaniu wszystkich odcinków „Kursu projektanta systemów HMI/SCADA” jesteś przygotowana/y do projektowania wizualizacji zgodnie z nowoczesnymi praktykami, znasz podstawowe zasady i wiesz jak powinna wyglądać efektywna wizualizacja.

W trakcie Kursu dowiedziałaś/eś się m.in. od czego zależy efektywność wizualizacji, jak właściwie wprowadzać grafiki i opisy, jakie są cele i zadania wizualizacji HMI/SCADA w procesie, jak wprowadzać alarmy do wizualizacji , jak projektować zgodnie z hierarchią, jak wprowadzić wizualizację i zaprojektować control room oraz jak sprawdzić efektywność działania wizualizacji.

Pamiętaj jednak, że aby właściwie projektować wizualizacje najważniejsza jest praktyka oraz ciągły kontakt z osobami, które pracują z wizualizacjami na co dzień. To od nich najwięcej się nauczysz.

Bardzo łatwo nabyć niewłaściwe przyzwyczajenia projektowania – bądź czujny/a! 🙂 Nie zapominaj o zasadach projektowania właściwych grafik, zgodnie z zasadami Situational Awareness.

Żeby nauczyć się projektować wizualizacje, warto zacząć od ćwiczeń na rzeczywistym oprogramowaniu SCADA lub oprogramowaniu do tworzenia wizualizacji HMI. W tym celu można wypróbować darmowe programy (np. Astraada HMI CFG) lub wersje demo (demo Wonderware InTouch).  

Dziedzina projektowania wizualizacji HMI/SCADA jest bardzo szeroka – „Kurs projektanta systemów HMI/SCADA” się kończy, ale dla wszystkich, którzy chcą zdobyć więcej wiedzy, przygotujemy dodatkowy odcinek, w którym odpowiemy na Wasze pytania.

Napiszcie w komentarzach pytania dotyczące projektowania systemów HMI/SCADA, na które nie uzyskaliście odpowiedzi w trakcie kursu, a my w dodatku „Kurs projektanta systemów HMI/SCADA – Q&A” chętnie na nie odpowiemy. Dzielimy się wiedzą i czekamy na Wasze spostrzeżenia z własnych doświadczeń z wizualizacjami. 🙂

Zanim przystąpisz do quizu przeczytaj „Wiedza projektanta systemów HMI/SCADA w pigułce według Wonderware”, który znajdziesz na swojej skrzynce pocztowej. Jeśli jeszcze nie zapisałaś/eś się do Newslettera, formularz znajdziesz powyżej.

Link do Quizu na zakończenie „Kursu projektanta systemów HMI/SCADA” znajdziesz w swojej skrzynce pocztowej.

Autor: Ewelina Szędzioł

Inspiracją i źródłem do powstania „Kursu projektanta systemów HMI/SCADA” są:

• „The High Performance HMI Handbook” – Bill Hollifield, Dana Oliver, Ian Nimmo, Eddie Habibi.
• „Wonderware design guidelines” – materiały Wonderware

• „InTouch Demo conception document” – materiały Wonderware

• Situational Awareness – materiały AVEVA https://sw.aveva.com/monitor-and-control/industrial-information-management/situational-awareness