在為人機界面(HMI)以及監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)設計硬件和軟件時，除了最基本的任務外，還有很多事情要做。了解核心原則和相關標準至關重要，但也應考慮許多相關因素，其中包括公司的標準、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，那么最終的產品將是更好的。

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

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

　　制定SCADA設計的公司標準

　　制定公司標準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商完成的，因此有時很難按照標準的要求去做。安裝專有設備和軟件，如果公司以后想要進行更改，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，而不是什么事都由供應商確定。"Melville說ConTROL ENGINEERING China版權所有，"為了維護您自己的PLC、協(xié)議、數(shù)據(jù)結構等標準，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準的公司合作。通過這種開放的方法，即使來自不同公司的產品，也可以相互通訊并協(xié)同工作。"

確定企業(yè)的內部標準是良好的開端。圖片來源：Inductive Automation

　　如果與系統(tǒng)集成商合作，預先闡明標準將使總體目標更容易理解。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)務部門負責人Davin McDougall說，"我們見過各類標準。我們既看到過沒有標準、糟糕的標準（這可能比沒有標準更糟糕），也看到過世界一流的標準。如果標準選擇合適，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，在該應用中標準發(fā)揮了關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、有效的標準。 例如，在控件中，您會找到標準的附加指令、用戶定義的數(shù)據(jù)類型、標簽命名約定、程序結構和一般設置參數(shù)列表。他們與供應商合作，對硬件和基礎設施進行了標準化，以提供一流的解決方案。在SCADA域內，HMI模板、連接性、屏幕頁眉/頁腳、一般導航、字體和字體大小都是標準化的。因此，無論在企業(yè)內的哪個位置，單速電機都以相同的方式、相同的代碼進行控制，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行故障排除，對于維護技術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線或項目，最好從整體上來考慮。"在實施控制時www.cechina.cn，學習IT的經(jīng)驗很有用。"Melville說ConTROL ENGINEERING China版權所有，"IT非常重視需求收集并確保所有利益相關者都參與到其中。"利益相關者將包括受項目影響的任何人--運營商、集成商、主管、IT團隊，以及任何想要查看指標的高管。與流程相關的每個人，都應該參與定義需求。但是，您需要為每個組的輸入賦予適當?shù)臋嘀?。例如，每天使用該系統(tǒng)的運行人員應具有較大的權重。

使用開放標準可以更好地控制工藝過程。

　　McDougall也認為從利益相關者那里獲得輸入是非常有價值的。當涉及到需求收集、設計、構建、測試、調試和維護這些項目時，所有利益相關者都需要參與進來。所有利益相關者通常包括工程、IT、質量、維護、運營、財務以及系統(tǒng)集成商和技術供應商等合作伙伴。如果忽略了利益相關者，項目的風險狀況就會顯著上升。

　　了解用戶的使用習慣

　　要思考的問題還包括：如何與這個系統(tǒng)進行互動？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)與他習慣的系統(tǒng)相差太大，他可能無法正確學習，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，但你不希望交付的產品變化很大，以至于使用戶感到陌生。"

在設計HMI/SCADA之前，考慮所有利益相關者的需求。

　　此外，企業(yè)需要查看組織內的各種"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，這時您可能希望使用高性能圖形。"Melville說ConTROL ENGINEERING China版權所有，"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？這是一個應該考慮的因素。

　　對于業(yè)務方面的主管來說，"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雜并且包含更多細節(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者設計東西，最終交付的成果就很難滿足每個人的需求。

應該向不同的用戶組提供不同的顯示和數(shù)據(jù)集。

　　移動響應式HMI集成

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

　　"一般來說，當您查看用戶界面時，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習它。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準，集成就會容易得多。如果將數(shù)據(jù)推送到云端，或為政府機構準備報告，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)代工具和技術非常有用，例如應用程序接口(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(OT)和信息技術(IT)之間的關系。IT看到如果用現(xiàn)代可擴展的方法來解決OT問題，更容易獲得資金來維護標準，因為他們認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)預算，而不是依靠有效的OT預算。

　　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，您需要關注與SCADA系統(tǒng)設計和集成相關的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)絡安全？

　　5.人們是否使用虛擬專用網(wǎng)絡(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)絡時才能使用？

　　未來：每年審查標準

　　在創(chuàng)建組織的標準時，企業(yè)不能期望它們在10年后仍然適用。技術瞬息萬變，因此需要與時俱進。

　　"建立一個定期開會討論標準的利益相關者小組是個好主意。"Melville建議，"該小組應至少每年召開一次會議以審查其標準，并根據(jù)需要變更。當然，變更可能代價高昂，因此您的團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，這樣未來需要的變更就更少。

　　擁有大局觀并在標準范圍內工作，有助于項目獲得成功。"擁有一套明確的公司標準ConTROL ENGINEERING China版權所有，可以節(jié)省未來項目所需的時間。"Melville說ConTROL ENGINEERING China版權所有，"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。"（作者：JimMeyers）