作者 | Jim Meyers

通過升級新的監控和數據采集（SCADA）系統，可再生能源公司在運營和業務管理方面獲得更多優化和改進。

使系統更易于滿足合規要求的同時，還可以獲得其它好處，對制造商來說，這是一個真正的雙贏。只要問問Roeslein 可再生能源公司（RAE）就明白了，該公司投入了一套新的監控和數據采集系統（SCADA），除了合規性， 還在很多其它領域獲得了改進。

總部位于美國圣路易斯的可再生能源公司RAE， 擁有運營和開發沼氣洗滌設施， 可將農業和工業生物廢物轉化為可再生天然氣和可持續的副產品。系統集成商Roeslein&Associates（同屬RAE 集團）為其升級了新的SCADA 系統，并使用了幾種現代技術，包括云服務平臺、SCADA 平臺、邊緣計算和消息隊列遙測傳輸（MQTT）功能。

新系統可以從不同位置可靠地收集數據，將其存儲在同一個地方，提供給用戶訪問。該系統幫助RAE 公司滿足政府的合規性要求，也可以幫助其它公司滿足這些要求。安全網絡可以支持增加更多的公司，每個公司只能訪問它們自己的數據。該系統提供了一種簡化的方式來可視化數據、評估運營狀態，并生成必要的月度報告，以確保合規性。

該系統提供了單一的事實來源，并簡化了數據提交過程。RAE 公司每天還使用這個新平臺來管理和優化生產，并能持續添加新的功能。

檢查所有閥門，確認是否有某個閥門開裂或泄漏。

集成SCADA、云和邊緣技術

“連接所有部件并不困難。”負責該項目實施的系統工程師Mitchell Leefers 表示， 使用Amazon 云服務資源通常需要一段學習曲線，但通過邊緣技術和MQTT，一切都可以完美地連接在一起。

該項目涉及兩個獨立的數據采集系統。其中一個可以處理合規報告所需的數據，并可以以安全的方式將其它公司包括在內。該系統擁有一個虛擬的私有云。它還包括與可編程邏輯控制器（PLC）直接連接的以太網，以確保可靠的邊緣設備通信。數據通過MQTT 傳輸。第二個系統僅用于RAE 公司收集其所有過程數據。這些數據被用于整體設備效率（OEE）、故障排除、維護跟蹤和過程改進。

“ 當決定將其分為兩個系統時，我們并沒有現成的、在以前項目中使用過的任何模型，” Leefers 說，“我們做這個決定，完全是根據客戶提供的信息和我們過去的經驗。”

SCADA 系統幫助RAE 公司向政府許可機構報告合規性。RAE 的財務經理Ivailo Chervenkov 說：“它通過用戶友好的界面提供最新的運營數據，極大地促進了我們的合規工作。它還使我們可以以更高效的方式，來簡化數據收集和分發。在使用該系統之前，所有數據都是通過繁瑣的手動方法收集、過濾和分發的。”

現在，RAE 公司可以利用這些數據來實現更多功能， 以進一步改善運營。Cher venkov 說：“該系統使我們能夠擴大報告工作，以應對不斷增加的容量，以及更多的設施和增加的復雜性所帶來的挑戰。數據也變得更可靠和可用，加快了關鍵生產和預測活動。該系統幫助我們輕松確定出問題的領域，并快速找到實時解決方案，從而提高信息和決策的效率和質量。”

SCADA 軟件提供的不僅僅是合規性

RAE 公司工程副總裁Eric Bancks 說：“SCADA 軟件與我們的每日報告交互，允許單點訪問數據。它提供了訪問和可視化歷史過程數據的工具，用于優化和故障排除的過程分析。我們能夠繪制歷史沼氣產量與沼氣預測模型對比圖，并用經驗數據修改預測模型，跟蹤甲烷回收和甲烷不平衡。數據則用于識別‘可疑’儀表，以加快維修。”

新的SCADA 系統在解決問題的同時還節省了大量時間。Bancks 說：“因為大多數網點都離我們辦公室很遠。現在，我們可以在辦公室收集數據并進行分析，為現場提供指導，而無需單程高達四五個小時的差旅。”

利用SCADA 平臺中的分析工具，對數據進行趨勢分析還會帶來其它好處。Bancks 說：“我們的過程團隊廣泛使用定制趨勢工具。它使我們的過程團隊可以在同一個圖上繪制多個變量，還可以將數據下載為CSV 文件，以供進一步操作和分析。”自定義趨勢工具，具有不同的數據查詢，如分鐘快照、分鐘平均值、小時平均值等。這有助于以任務所需的任何頻率管理數據。

RAE 已經預見到更好、更多地訪問數據所帶來的巨大價值，這對決策過程和預算編制至關重要。它提供了一致、準確和及時的數據，可供整個公司的不同員工日常使用。它還允許不同級別的管理層使用不同類型的信息，從而有助于改善決策。

合規記錄可幫助不同需求的企業

創建合規記錄的軟件，也可以幫助沒有合規要求的組織。“這類系統可用于任何類型的數據采集和分析，” Leefers 說，“我們已經建立了一個高可用性和高冗余的系統，通過互聯網與中央數據庫連接，可靠地從世界任何地方的運營中獲取數據。這是我們解決的問題，但它也可能是其它不同場景的解決方案。”

系統集成商正在為該系統增加新的功能。“我們正在整合條形碼系統， 以便更高效地跟蹤天然氣運輸。” Leefers 說。

許多生產場所沒有與天然氣管道的直接連接，所以在給卡車加油時，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行跟蹤，其中包含裝載在卡車上的天然氣信息。雖然，可以手動完成該過程的大部分工作，但需要大量運行人員手動輸入數據以創建文檔，且人工輸入容易出錯。新的條形碼系統將使追蹤每批氣體及其數據變得更加容易和可靠。

本文來自于控制工程中文版（CONTROL ENGINEERING China）2022年5月刊《應用案例》欄目：升級SCADA 系統：提升合規性和運營效率

審核編輯 黃昊宇