作者 | Jim Meyers

通過(guò)升級(jí)新的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)，可再生能源公司在運(yùn)營(yíng)和業(yè)務(wù)管理方面獲得更多優(yōu)化和改進(jìn)。

使系統(tǒng)更易于滿足合規(guī)要求的同時(shí)，還可以獲得其它好處，對(duì)制造商來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)真正的雙贏。只要問(wèn)問(wèn)Roeslein 可再生能源公司（RAE）就明白了，該公司投入了一套新的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA），除了合規(guī)性， 還在很多其它領(lǐng)域獲得了改進(jìn)。

總部位于美國(guó)圣路易斯的可再生能源公司RAE， 擁有運(yùn)營(yíng)和開(kāi)發(fā)沼氣洗滌設(shè)施， 可將農(nóng)業(yè)和工業(yè)生物廢物轉(zhuǎn)化為可再生天然氣和可持續(xù)的副產(chǎn)品。系統(tǒng)集成商Roeslein&Associates（同屬RAE 集團(tuán)）為其升級(jí)了新的SCADA 系統(tǒng)，并使用了幾種現(xiàn)代技術(shù)，包括云服務(wù)平臺(tái)、SCADA 平臺(tái)、邊緣計(jì)算和消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸（MQTT）功能。

新系統(tǒng)可以從不同位置可靠地收集數(shù)據(jù)，將其存儲(chǔ)在同一個(gè)地方，提供給用戶訪問(wèn)。該系統(tǒng)幫助RAE 公司滿足政府的合規(guī)性要求，也可以幫助其它公司滿足這些要求。安全網(wǎng)絡(luò)可以支持增加更多的公司，每個(gè)公司只能訪問(wèn)它們自己的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)提供了一種簡(jiǎn)化的方式來(lái)可視化數(shù)據(jù)、評(píng)估運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，并生成必要的月度報(bào)告，以確保合規(guī)性。

該系統(tǒng)提供了單一的事實(shí)來(lái)源，并簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)提交過(guò)程。RAE 公司每天還使用這個(gè)新平臺(tái)來(lái)管理和優(yōu)化生產(chǎn)，并能持續(xù)添加新的功能。

檢查所有閥門(mén)，確認(rèn)是否有某個(gè)閥門(mén)開(kāi)裂或泄漏。

集成SCADA、云和邊緣技術(shù)

“連接所有部件并不困難。”負(fù)責(zé)該項(xiàng)目實(shí)施的系統(tǒng)工程師Mitchell Leefers 表示， 使用Amazon 云服務(wù)資源通常需要一段學(xué)習(xí)曲線，但通過(guò)邊緣技術(shù)和MQTT，一切都可以完美地連接在一起。

該項(xiàng)目涉及兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其中一個(gè)可以處理合規(guī)報(bào)告所需的數(shù)據(jù)，并可以以安全的方式將其它公司包括在內(nèi)。該系統(tǒng)擁有一個(gè)虛擬的私有云。它還包括與可編程邏輯控制器（PLC）直接連接的以太網(wǎng)，以確?？煽康倪吘壴O(shè)備通信。數(shù)據(jù)通過(guò)MQTT 傳輸。第二個(gè)系統(tǒng)僅用于RAE 公司收集其所有過(guò)程數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被用于整體設(shè)備效率（OEE）、故障排除、維護(hù)跟蹤和過(guò)程改進(jìn)。

“ 當(dāng)決定將其分為兩個(gè)系統(tǒng)時(shí)，我們并沒(méi)有現(xiàn)成的、在以前項(xiàng)目中使用過(guò)的任何模型，” Leefers 說(shuō)，“我們做這個(gè)決定，完全是根據(jù)客戶提供的信息和我們過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)?！?/p>

SCADA 系統(tǒng)幫助RAE 公司向政府許可機(jī)構(gòu)報(bào)告合規(guī)性。RAE 的財(cái)務(wù)經(jīng)理Ivailo Chervenkov 說(shuō)：“它通過(guò)用戶友好的界面提供最新的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，極大地促進(jìn)了我們的合規(guī)工作。它還使我們可以以更高效的方式，來(lái)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)收集和分發(fā)。在使用該系統(tǒng)之前，所有數(shù)據(jù)都是通過(guò)繁瑣的手動(dòng)方法收集、過(guò)濾和分發(fā)的?！?/p>

現(xiàn)在，RAE 公司可以利用這些數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更多功能， 以進(jìn)一步改善運(yùn)營(yíng)。Cher venkov 說(shuō)：“該系統(tǒng)使我們能夠擴(kuò)大報(bào)告工作，以應(yīng)對(duì)不斷增加的容量，以及更多的設(shè)施和增加的復(fù)雜性所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)也變得更可靠和可用，加快了關(guān)鍵生產(chǎn)和預(yù)測(cè)活動(dòng)。該系統(tǒng)幫助我們輕松確定出問(wèn)題的領(lǐng)域，并快速找到實(shí)時(shí)解決方案，從而提高信息和決策的效率和質(zhì)量?！?/p>

SCADA 軟件提供的不僅僅是合規(guī)性

RAE 公司工程副總裁Eric Bancks 說(shuō)：“SCADA 軟件與我們的每日?qǐng)?bào)告交互，允許單點(diǎn)訪問(wèn)數(shù)據(jù)。它提供了訪問(wèn)和可視化歷史過(guò)程數(shù)據(jù)的工具，用于優(yōu)化和故障排除的過(guò)程分析。我們能夠繪制歷史沼氣產(chǎn)量與沼氣預(yù)測(cè)模型對(duì)比圖，并用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)修改預(yù)測(cè)模型，跟蹤甲烷回收和甲烷不平衡。數(shù)據(jù)則用于識(shí)別‘可疑’儀表，以加快維修?！?

新的SCADA 系統(tǒng)在解決問(wèn)題的同時(shí)還節(jié)省了大量時(shí)間。Bancks 說(shuō)：“因?yàn)榇蠖鄶?shù)網(wǎng)點(diǎn)都離我們辦公室很遠(yuǎn)。現(xiàn)在，我們可以在辦公室收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，為現(xiàn)場(chǎng)提供指導(dǎo)，而無(wú)需單程高達(dá)四五個(gè)小時(shí)的差旅?！?/p>

利用SCADA 平臺(tái)中的分析工具，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析還會(huì)帶來(lái)其它好處。Bancks 說(shuō)：“我們的過(guò)程團(tuán)隊(duì)廣泛使用定制趨勢(shì)工具。它使我們的過(guò)程團(tuán)隊(duì)可以在同一個(gè)圖上繪制多個(gè)變量，還可以將數(shù)據(jù)下載為CSV 文件，以供進(jìn)一步操作和分析。”自定義趨勢(shì)工具，具有不同的數(shù)據(jù)查詢，如分鐘快照、分鐘平均值、小時(shí)平均值等。這有助于以任務(wù)所需的任何頻率管理數(shù)據(jù)。

RAE 已經(jīng)預(yù)見(jiàn)到更好、更多地訪問(wèn)數(shù)據(jù)所帶來(lái)的巨大價(jià)值，這對(duì)決策過(guò)程和預(yù)算編制至關(guān)重要。它提供了一致、準(zhǔn)確和及時(shí)的數(shù)據(jù)，可供整個(gè)公司的不同員工日常使用。它還允許不同級(jí)別的管理層使用不同類(lèi)型的信息，從而有助于改善決策。

合規(guī)記錄可幫助不同需求的企業(yè)

創(chuàng)建合規(guī)記錄的軟件，也可以幫助沒(méi)有合規(guī)要求的組織?！斑@類(lèi)系統(tǒng)可用于任何類(lèi)型的數(shù)據(jù)采集和分析，” Leefers 說(shuō)，“我們已經(jīng)建立了一個(gè)高可用性和高冗余的系統(tǒng)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與中央數(shù)據(jù)庫(kù)連接，可靠地從世界任何地方的運(yùn)營(yíng)中獲取數(shù)據(jù)。這是我們解決的問(wèn)題，但它也可能是其它不同場(chǎng)景的解決方案?！?/p>

系統(tǒng)集成商正在為該系統(tǒng)增加新的功能。“我們正在整合條形碼系統(tǒng)， 以便更高效地跟蹤天然氣運(yùn)輸?！?Leefers 說(shuō)。

許多生產(chǎn)場(chǎng)所沒(méi)有與天然氣管道的直接連接，所以在給卡車(chē)加油時(shí)，需要將天然氣送到卸載站注入管道。每批貨物都必須用一份文件進(jìn)行跟蹤，其中包含裝載在卡車(chē)上的天然氣信息。雖然，可以手動(dòng)完成該過(guò)程的大部分工作，但需要大量運(yùn)行人員手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)以創(chuàng)建文檔，且人工輸入容易出錯(cuò)。新的條形碼系統(tǒng)將使追蹤每批氣體及其數(shù)據(jù)變得更加容易和可靠。

本文來(lái)自于控制工程中文版（CONTROL ENGINEERING China）2022年5月刊《應(yīng)用案例》欄目：升級(jí)SCADA 系統(tǒng)：提升合規(guī)性和運(yùn)營(yíng)效率

審核編輯 黃昊宇