物联网是如何取代SCADA的?

原文:Industrial IoT vs SCADA: Which is More Powerful?

工业物联网

监督控制和数据采集(SCADA)系统现在已经非常普遍,整个工业工作都依赖于此。SCADA是一种自动化控制系统,它可以让监管人员深入了解工厂的状况。它几乎用于所有工业垂直领域,从控制室获得整个工厂的情况。

未来工业自动化的发展,机器人正在不断取代人。而现在,随着工业物联网(IIOT)或工业4.0的提出,是一场更大的革命。

我们来了解一下SCADA系统的工作原理

译注:更多SCADA/DCS信息,可以参考:DCS和SCADA的区别是什么?

1、数据采集

SCADA系统很重要,也很可靠,因为它们能提供大量客观数据来做出商业分析决策。传感器、控制器和实时单元在收集数据方面起着重要作用。实时系统由大量的传感器组成,它们收集实时数据。而为了保证整个系统的完美工作,对这些传感器进行监控是非常重要的。

2、数据通信

为了将设备数据提供给在用户,需要建立通信,SCADA系统通常使用有线网络。大量的数据是从传感器中获取的。但是,为了有效的数据通信,保证数据的安全是非常重要的。SCADA系统使用网络通信来传输数据。

3、数据展示

由于收集了大量的数据,将数据转化为有用的信息也很重要。由于同时处理大量的传感器变得很复杂,SCADA系统使用人机界面(HMI)来汇集所有传感器的数据,并将其转化为有效的信息。

4、人机界面。

SCADA系统采用人机界面(HMI)将显示出的信息提供给人进行监控。由此可以对控制单元和PLC进行访问。

5、控制与监视

SCADA系统可以使用开关来操作每个设备。这些开关有助于打开/关闭每个设备。SCADA系统可以全自动的工作,无需人工干预,但在某些场景下,它也可以人工介入操作。

物联网是如何取代SCADA和PLC的?

PLC是过去几十年来与SCADA相伴的技术。但由于技术的进步已经逐渐过时。

PLC从传感器接收数据,处理这些数据,并根据编程参数进一步发送。PLC可以记录和监控实时数据,如温度。如果遇到任何故障,它可以自动启动和停止生产过程,并相应地产生报警。

然而,与传统的SCADA和PLC相比,工业物联网(IIOT)在市场上出现,并发展成为更好的技术。它的智能化高度适应现代工业。许多行业资料都认为,SCADA系统的增强与工业4.0革命息息相关,但它需要有一个更完整的连接生态,以便处理量多多的业务。

工业物联网作为一种技术出现在SCADA之上。其可扩展性、数据分析能力等参数随着这项颠覆性技术的引入而出现。

SCADA系统产生的数据仍然作为工业物联网的数据源。工业物联网专注于分析更加细化的机器数据,从而提高生产效率,而SCADA则一直专注于监测和控制。物联网带来的新业务浪潮改变了SCADA的格局。

物联网与SCADA有何不同?

下表说明了两者的区别。

SCADAIIOT
规模扩展性在SCADA系统中,由于架构传统,当用户数量增加时,会使性能急剧下降。此外,计算跨区域工厂报表也需要更长的时间。物联网有能力从传感器中摄取和处理大量数据,并允许使用MQTT、HTTPS、XMPP、COAP、REST等协议连接任何相关的东西,通过云函数/微服务架构(serverless architecture,它具有按需扩展性
数据分析SCADA的主要用途是用于工厂的日常运行监控,因此尽对有限数据进行采集和存储,而不保存历史数据进行更深层次的分析。物联网涉及到数据长期保留,以进一步分析数据来预测维护计划,减少整体停机时间,延长设备寿命。由机器学习模块支持预测分析和预防性维护。
协议与标准SCADA系统大多采用OPC进行数据采集,它是一个久经考验的标准,但它的主要缺点是依赖于DCOM技术,设备之间不能相互采集/交换数据。工业物联网的主要目标是将传感器网络、数据收集和聚合标准化。IoT标准,如OPC UA已经被用于定义工厂内的实时安全通信,工厂内可能有不同品牌型号的控制和传感器。物联网标准中已经内置了安全性,支持MQTT、HTTPS、RAML等。
互操作性在SCADA系统中,非同一制造商制造的设备不容易集成。有时,即使是同一制造商的不同版本,也会给它们的互换工作带来挑战。因此,SCADA是分散式的孤岛。工业物联网虽然目前生态系统仍然是零散的,但有一些协议,如MQTT,使平台能够跨不同厂家设备通信

未来会有怎样的发展?

总的来说,SCADA和物联网都涉及到传感器和数据采集。它们确实在很多方面存在差异,但有着共同的目标。SCADA不是一个完整的控制系统,而工业物联网则是由许多设备相互连接而成。它允许对象在不同的网络和架构上被远程控制。

据预测,到2020年,将有500亿台设备接入互联网。工业4.0是一个新的时代,也是一场革命,它让一切都变得自动化,改变了每一个行业垂直领域的动态。