SCADA/HMI软件平台助力丰田汽车系统应用

01应用背景

肯塔基州丰田汽车制造公司（TMMK）不仅是世界上最大的制造厂之一，在效率和环境责任方面他们也有着最坚定的承诺。因此，丰田公司需要一个足够强大的HMI软件应用程序，要求具备处理超过15000个数据点的能力并保证其可靠性，且需实现24小时不间断地执行关键点数据监控。

丰田公司最初使用VTScada软件仅监控庞大的空气压缩机，鉴于VTScada的优秀性能和灵活性，他们将其推广至水/废水管理，油库以及动力传动系工厂的生产照明等设备监控。

02挑战

Jeff Carnagie是丰田公司技术支持方面的团队负责人，该团队主要负责选择提供可以满足其多样化需求的HMI / SCADA软件产品，他归纳了丰田公司创建HMI应用程序的挑战，详述如下：

1.保持24/7全天正常运行

丰田公司的生产线率先采用“及时交付”方法，在业内一直保持高生产效率水平，其高产能效率的优势延伸到了厂内其他领域如水、压缩空气和植物照明用电等，无停歇地采集和记录大量数据。Carnagie表明：“工作站一年365天每天24小时不间断运行，从不关机，我们需要跟踪所有的数据。”

2.处理大量点数

丰田数据监控系统目前包含15,000个数据点，市面上很少有设备能跟踪如此规模庞大的信息。“大多数HMI产品在添加这么多点位时会出现bug致使性能异常。”不满足丰田的应用需求。

3.显示大量信息

“我们需要创建一个概览屏幕，为操作员提供全面的信息以使他们对关键系统有全面了解。所面临的挑战是概览屏幕不能过于复杂以免影响正常操作使用，但又要保证信息详细，使操作员能立即查看系统状态是否正常，这其实很难找到完美的平衡。”

4.与各种监控软件进行通信

在系统上43个不同的PLC中，有39个是Allen Bradley（SLC和ControlLogix），其他四个是WAGO Modbus PLC，丰田需要一种可以与所有设备通信的HMI，并且具备足够的灵活性，以支持将来在需要时添加模型。

03解决方案

“VTScada最初是在2002年由一家集成商对我们的空气压缩机系统进行升级时提供的。”该系统由十台大型离心空气压缩机组成，这些压缩机提供了整个工厂设备（例如液压系统和喷漆器）运行所需的压缩空气。在空气压缩机系统尝试应用VTScada之后，Carnagie和他的团队认为该系统软件完全可以应用于厂内其他事业部门。

1.简单

“我们十分欣赏VTScada操作简洁这点，以现有的应用程序作为指南，操作员马上可以在此基础上根据公司需求完成改进。

2.可扩展性/稳定性

VTScada旨在处理从独立工作站到上百万标签的庞大分布式客户端/服务器系统中的所有内容。“VTScada在处理如此多数据点时仍能保持良好的运行速度和软件性能。”

3.开放性

“我们喜欢VTScada和PLC的结合。”此功能得益于其丰富的设备驱动程序库，VTScada的开放性允许丰田整合各种PLC硬件。

4.成本可承受

“成本是一个重要的考虑因素，总体核算到单个点来说VTScada的成本非常划算。”

04应用扩展

技术支持团队的成员参加了高级配置及编程课程，提高了他们的核心VTScada编程技能，使团队能够设置自己的点的类型、图标绘制方法和生成自定义报告。技术开发团队可根据现有经验及课程所学独立使用扩展VTScada软件，监测工厂所有公用事业，其中包括：

1.废水预处理事业

VTScada提供了为水/废水行业等特定行业的独特功能设计，具有遥测特定功能，例如轮询管理，历史数据记录和特定行业报告。

2.泵房

“该工厂的所有水都从美国肯塔基州进入泵房，并分配给整个工厂。”

3.油库

VTScada管理生产线的液体，包括雨刮液、发动机油、汽油、动力转向液等。

丰田公司VTScada应用程序在具有Web服务器和五个Internet客户端的单个开发工作站上运行，所有应用程序都在此进行变更，这些变更一经测试更新后，将被推送到各个实用程序的VTScada运行工作站中。

公用事业运营商使用这些工作站来执行基本的监测和控制以及实时故障排除，工程师和管理人员通过内网客户端对系统和数据进行监测。 丰田的技术支持团队已经为公司创建了约450个分别应用于五个不同的VTScada程序中的概览屏幕。每个概览屏幕都有子屏幕，这些子屏幕可提供更完整的数据，工厂工程师比较重视子屏幕显示的内容，操作员更多地关注概览屏幕。

“目前，该系统包括15,000个点，其中的1779个点以5-6秒为间隔记录数据。我们为系统能够容纳如此数量级的数据点且不会降低速度或产生bug的能力感到自豪，该系统确实十分稳定。”

05

未来展望

未来几年，技术支持团队将计划进一步扩大VTScada的使用范围。

1.动力传动系统厂房照明

该厂房所有的灯光都是通过PLC控制的，因此我们希望操作员可以看到哪些灯是亮着的，实现远程控制以及控制权限管理。

2.冷却系统

“我们计划将VTScada中加入冷水机组，该冷却器系统为生产过程和三个厂房提供制冷功能，产能为每小时25500吨。”

3.升级到VTScada的最新版本

丰田具有独立的测试环境，在这个环境下新的VTScada版本发布后可以尽快投入使用。“我们与VTScada公司员工关系很好，每当我们测试新版本时，Doug Spurrell都会与我们密切合作，系统工具一直在不断完善。”

附录--虹科VTScada简介

VTScada是一款即时、直观的HMI和SCADA软件。我们为您提供一个清新直观的平台，用以创建最终用户可以信任和轻松使用的高度自定义的工业监视和控制应用程序。VTScada结合了多种同类软件以及物联网概念的SCADA平台，并在世界各地各行各业中都有着举足轻重的应用。

编辑：jq