Системы человеко-машинного интерфейса (HMI) и диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) переживают глубокую трансформацию. Благодаря развитию промышленного интернета вещей (IIoT), облачных технологий и искусственного интеллекта, эти традиционные системы управления переходят на новый уровень — становясь умнее, быстрее и интуитивнее.
1. Интеграция устройств IIoT: данные от каждого датчика
Одной из ключевых тенденций становится массовое подключение интеллектуальных устройств IIoT к HMI/SCADA-системам.
«Сегодня мы видим широкое использование умных датчиков, беспроводных передатчиков и счётчиков энергии, которые напрямую передают данные в платформы визуализации и управления», — отмечает Сильвия Гонсалес, директор по системам управления в Emerson.
Такие устройства:
- Контролируют температуру, вибрацию, потребление энергии в реальном времени.
- Позволяют выявлять аномалии оборудования до возникновения аварий, обеспечивая профилактическое обслуживание.
- Генерируют огромные объёмы данных, требующие мощных промышленных вычислительных платформ на периферии.
«Перемещая аналитику ближе к источнику данных, предприятия сокращают задержки при принятии решений и снижают общие затраты», — подчёркивает Дэвид Чжу-Грант из OnLogic.
2. Гибридные архитектуры: периферия + облако
Полный переход на облачные SCADA пока не происходит — вместо этого формируется гибридная модель, сочетающая лучшее из двух миров.
Как это работает:
- На периферии (локально):
Обеспечивается управление в реальном времени, сбор данных и выполнение критически важных функций. Это гарантирует низкую задержку и высокую безопасность. - В облаке:
Хранятся исторические данные, проводится расширенная аналитика, организуется удалённый мониторинг и совместная работа.
Преимущества:
- Масштабируемость и доступность облака.
- Сохранение производительности и безопасности на производстве.
- Возможность запуска контейнеризированных приложений, которые легко переносятся из локальной среды в облако.
Компании, такие как Yokogawa, внедряют решения вроде CI Server, обеспечивающего безопасную передачу данных между частными и публичными облаками.
«Гибридные модели сочетают контроль частного облака с гибкостью публичного, — говорит Картик Гопалакришнан (Yokogawa). — Это даёт глобальный доступ к данным без риска для критических процессов».
3. Открытые стандарты и унифицированное пространство имён (UNS)
Старые проприетарные протоколы уступают место открытым стандартам, таким как OPC UA и MQTT. Они обеспечивают:
- Независимость от поставщиков.
- Масштабируемость.
- Поддержку модели «публикация-подписка» для эффективного обмена данными.
Ещё более важный тренд — внедрение унифицированного пространства имён (Unified Namespace, UNS).
«UNS — это стандартизированный способ именования и структурирования данных в реальном времени по всему предприятию», — объясняет Джон Краевски из Aveva.
Что даёт UNS:
- Все устройства IIoT, SCADA, MES и облачные аналитические системы работают с единой моделью данных.
- Операторы, инженеры и ИТ-специалисты видят одинаковую картину процессов в актуальном контексте.
- Данные с периферии автоматически передаются в облако для аналитики (например, через Aveva Connect).
4. Искусственный интеллект: от аналитики к управлению
ИИ пока не стал стандартом в HMI/SCADA, но его внедрение набирает обороты.
Сегодня ИИ используется в основном для:
- Прогнозного обслуживания.
- Обнаружения аномалий в данных с датчиков.
Завтра — управление процессами:
- Yokogawa уже применяет ИИ в замкнутых системах управления, используя технологию Factorial Kernel Dynamic Policy, которая дополняет традиционные PID-регуляторы и APC.
- Siemens разрабатывает HMI с встроенным ИИ-выводом, адаптивными интерфейсами и контекстной подачей информации.
«ИИ будет располагаться поверх SCADA и DCS, усиливая их возможности», — говорит Ану Махеш (Yokogawa).
Почему внедрение идёт медленно?
- Фрагментированные данные.
- Устаревшая инфраструктура.
- Неясная окупаемость инвестиций.
- Нехватка экспертизы.
Однако, по словам Дэнни Андре (Emerson), импульс нарастает:
«Сейчас большинство проектов — пилотные, но ближайшие годы определят, станет ли ИИ стандартной практикой».
5. HMI становится похож на смартфон
Дизайн HMI кардинально меняется: он становится интуитивным, как мобильное приложение.
Основные изменения:
- Сенсорные экраны высокого разрешения заменили физические кнопки.
- Поддерживаются жесты: смахивание, масштабирование пальцами.
- Используются проекционные ёмкостные экраны, устойчивые к влаге и яркому свету.
- Внедряются большие дисплеи для визуализации сложных данных.
Экспериментальные, но перспективные технологии:
- Голосовое управление — для операций без помощи рук.
- Управление жестами — в условиях, где прикосновение небезопасно.
- Дополненная реальность (AR) — наложение данных на реальную среду через очки или планшет.
«Цель — сделать HMI максимально знакомым, как смартфон, чтобы сократить время обучения и повысить вовлечённость операторов», — говорит Рэйми Миллер из Siemens.
Заключение: HMI/SCADA будущего — это умная, открытая, человекоцентричная система
Следующий этап развития HMI/SCADA строится на четырёх столпах:
- IIoT — каждый датчик говорит со системой.
- Гибридные архитектуры — периферия и облако работают как единое целое.
- UNS и открытые стандарты — данные понятны всем.
- ИИ и интуитивный интерфейс — от реактивного контроля к предиктивному управлению.
Эти изменения превращают HMI/SCADA из инструмента визуализации в интеллектуальную операционную систему производства — центр, где данные, люди и процессы объединяются для повышения эффективности, безопасности и устойчивости.
Источник: https://www.automationworld.com/control/article/55302266/ai-and-smart-sensors-in-transforming-hmi-sc...Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
