01應(yīng)用背景

肯塔基州豐田汽車制造公司（TMMK）不僅是世界上最大的制造廠之一，在效率和環(huán)境責(zé)任方面他們也有著最堅(jiān)定的承諾。因此，豐田公司需要一個(gè)足夠強(qiáng)大的HMI軟件應(yīng)用程序，要求具備處理超過15000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的能力并保證其可靠性，且需實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷地執(zhí)行關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控。

豐田公司最初使用VTScada軟件僅監(jiān)控龐大的空氣壓縮機(jī)，鑒于VTScada的優(yōu)秀性能和靈活性，他們將其推廣至水/廢水管理，油庫以及動(dòng)力傳動(dòng)系工廠的生產(chǎn)照明等設(shè)備監(jiān)控。

02挑戰(zhàn)

Jeff Carnagie是豐田公司技術(shù)支持方面的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，該團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)選擇提供可以滿足其多樣化需求的HMI / SCADA軟件產(chǎn)品，他歸納了豐田公司創(chuàng)建HMI應(yīng)用程序的挑戰(zhàn)，詳述如下：

1.保持24/7全天正常運(yùn)行

豐田公司的生產(chǎn)線率先采用“及時(shí)交付”方法，在業(yè)內(nèi)一直保持高生產(chǎn)效率水平，其高產(chǎn)能效率的優(yōu)勢(shì)延伸到了廠內(nèi)其他領(lǐng)域如水、壓縮空氣和植物照明用電等，無停歇地采集和記錄大量數(shù)據(jù)。Carnagie表明：“工作站一年365天每天24小時(shí)不間斷運(yùn)行，從不關(guān)機(jī)，我們需要跟蹤所有的數(shù)據(jù)。”

2.處理大量點(diǎn)數(shù)

豐田數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)目前包含15,000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，市面上很少有設(shè)備能跟蹤如此規(guī)模龐大的信息。“大多數(shù)HMI產(chǎn)品在添加這么多點(diǎn)位時(shí)會(huì)出現(xiàn)bug致使性能異常。”不滿足豐田的應(yīng)用需求。

3.顯示大量信息

“我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)概覽屏幕，為操作員提供全面的信息以使他們對(duì)關(guān)鍵系統(tǒng)有全面了解。所面臨的挑戰(zhàn)是概覽屏幕不能過于復(fù)雜以免影響正常操作使用，但又要保證信息詳細(xì)，使操作員能立即查看系統(tǒng)狀態(tài)是否正常，這其實(shí)很難找到完美的平衡。”

4.與各種監(jiān)控軟件進(jìn)行通信

在系統(tǒng)上43個(gè)不同的PLC中，有39個(gè)是Allen Bradley（SLC和ControlLogix），其他四個(gè)是WAGO Modbus PLC，豐田需要一種可以與所有設(shè)備通信的HMI，并且具備足夠的靈活性，以支持將來在需要時(shí)添加模型。

03解決方案

“VTScada最初是在2002年由一家集成商對(duì)我們的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)時(shí)提供的。”該系統(tǒng)由十臺(tái)大型離心空氣壓縮機(jī)組成，這些壓縮機(jī)提供了整個(gè)工廠設(shè)備（例如液壓系統(tǒng)和噴漆器）運(yùn)行所需的壓縮空氣。在空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)嘗試應(yīng)用VTScada之后，Carnagie和他的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該系統(tǒng)軟件完全可以應(yīng)用于廠內(nèi)其他事業(yè)部門。

1.簡單

“我們十分欣賞VTScada操作簡潔這點(diǎn)，以現(xiàn)有的應(yīng)用程序作為指南，操作員馬上可以在此基礎(chǔ)上根據(jù)公司需求完成改進(jìn)。

2.可擴(kuò)展性/穩(wěn)定性

VTScada旨在處理從獨(dú)立工作站到上百萬標(biāo)簽的龐大分布式客戶端/服務(wù)器系統(tǒng)中的所有內(nèi)容。“VTScada在處理如此多數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)仍能保持良好的運(yùn)行速度和軟件性能。”

3.開放性

“我們喜歡VTScada和PLC的結(jié)合。”此功能得益于其豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序庫，VTScada的開放性允許豐田整合各種PLC硬件。

4.成本可承受

“成本是一個(gè)重要的考慮因素，總體核算到單個(gè)點(diǎn)來說VTScada的成本非常劃算。”

04應(yīng)用擴(kuò)展

技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)的成員參加了高級(jí)配置及編程課程，提高了他們的核心VTScada編程技能，使團(tuán)隊(duì)能夠設(shè)置自己的點(diǎn)的類型、圖標(biāo)繪制方法和生成自定義報(bào)告。技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)可根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)及課程所學(xué)獨(dú)立使用擴(kuò)展VTScada軟件，監(jiān)測(cè)工廠所有公用事業(yè)，其中包括：

1.廢水預(yù)處理事業(yè)

VTScada提供了為水/廢水行業(yè)等特定行業(yè)的獨(dú)特功能設(shè)計(jì)，具有遙測(cè)特定功能，例如輪詢管理，歷史數(shù)據(jù)記錄和特定行業(yè)報(bào)告。

2.泵房

“該工廠的所有水都從美國肯塔基州進(jìn)入泵房，并分配給整個(gè)工廠。”

3.油庫

VTScada管理生產(chǎn)線的液體，包括雨刮液、發(fā)動(dòng)機(jī)油、汽油、動(dòng)力轉(zhuǎn)向液等。

豐田公司VTScada應(yīng)用程序在具有Web服務(wù)器和五個(gè)Internet客戶端的單個(gè)開發(fā)工作站上運(yùn)行，所有應(yīng)用程序都在此進(jìn)行變更，這些變更一經(jīng)測(cè)試更新后，將被推送到各個(gè)實(shí)用程序的VTScada運(yùn)行工作站中。

公用事業(yè)運(yùn)營商使用這些工作站來執(zhí)行基本的監(jiān)測(cè)和控制以及實(shí)時(shí)故障排除，工程師和管理人員通過內(nèi)網(wǎng)客戶端對(duì)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 豐田的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為公司創(chuàng)建了約450個(gè)分別應(yīng)用于五個(gè)不同的VTScada程序中的概覽屏幕。每個(gè)概覽屏幕都有子屏幕，這些子屏幕可提供更完整的數(shù)據(jù)，工廠工程師比較重視子屏幕顯示的內(nèi)容，操作員更多地關(guān)注概覽屏幕。

“目前，該系統(tǒng)包括15,000個(gè)點(diǎn)，其中的1779個(gè)點(diǎn)以5-6秒為間隔記錄數(shù)據(jù)。我們?yōu)橄到y(tǒng)能夠容納如此數(shù)量級(jí)的數(shù)據(jù)點(diǎn)且不會(huì)降低速度或產(chǎn)生bug的能力感到自豪，該系統(tǒng)確實(shí)十分穩(wěn)定。”

05

未來展望

未來幾年，技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)將計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)大VTScada的使用范圍。

1.動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)廠房照明

該廠房所有的燈光都是通過PLC控制的，因此我們希望操作員可以看到哪些燈是亮著的，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制以及控制權(quán)限管理。

2.冷卻系統(tǒng)

“我們計(jì)劃將VTScada中加入冷水機(jī)組，該冷卻器系統(tǒng)為生產(chǎn)過程和三個(gè)廠房提供制冷功能，產(chǎn)能為每小時(shí)25500噸。”

3.升級(jí)到VTScada的最新版本

豐田具有獨(dú)立的測(cè)試環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境下新的VTScada版本發(fā)布后可以盡快投入使用。“我們與VTScada公司員工關(guān)系很好，每當(dāng)我們測(cè)試新版本時(shí)，Doug Spurrell都會(huì)與我們密切合作，系統(tǒng)工具一直在不斷完善。”

附錄--虹科VTScada簡介

VTScada是一款即時(shí)、直觀的HMI和SCADA軟件。我們?yōu)槟峁┮粋€(gè)清新直觀的平臺(tái)，用以創(chuàng)建最終用戶可以信任和輕松使用的高度自定義的工業(yè)監(jiān)視和控制應(yīng)用程序。VTScada結(jié)合了多種同類軟件以及物聯(lián)網(wǎng)概念的SCADA平臺(tái)，并在世界各地各行各業(yè)中都有著舉足輕重的應(yīng)用。

編輯：jq