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君子和而不同——SCADA與IIoT的對(duì)比

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-06-14     來(lái)源:控制工程網(wǎng)     作者:GE數(shù)字集團(tuán)余思源     瀏覽次數(shù):249
     前幾日看到微信文章《SCADA 會(huì)被工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)取代嗎?》,標(biāo)題字里行間透著“火藥味”,上來(lái)就要砸人飯碗的架勢(shì)。無(wú)奈細(xì)細(xì)讀完,卻又深感內(nèi)容牽強(qiáng)附會(huì),套用語(yǔ)文老師的話(huà)來(lái)說(shuō)則是“沒(méi)有緊扣中心思想”。接下來(lái)發(fā)現(xiàn)文章原作者是一位外國(guó)友人,在網(wǎng)上搜索一番,竟然找到其英文原稿。中英文對(duì)照來(lái)看,主要內(nèi)容基本一致,而英文的標(biāo)題是:《SCADA can accelerate automation, IIoT implementations》(SCADA可以加速自動(dòng)化,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施)。

    借用“博人眼球的標(biāo)題”是流量時(shí)代賺取“點(diǎn)擊率”的慣用手段,筆者對(duì)此保留意見(jiàn),但對(duì)SCADA和IIoT作一番對(duì)比還是一件很有趣的事情。筆者混跡SCADA江湖二十多年,最近幾年也學(xué)習(xí)了一些IIoT相關(guān)知識(shí),本文試將二者略作對(duì)比,拋磚引玉,貽笑大方而已。

    當(dāng)然,我們也清楚這兩個(gè)對(duì)象本質(zhì)上沒(méi)有可比性,SCADA是一套專(zhuān)有系統(tǒng),關(guān)注于底層設(shè)備的采集,監(jiān)視和控制,而IIoT通常情況是一套PaaS平臺(tái),其業(yè)務(wù)范疇遠(yuǎn)超過(guò)一般的SCADA系統(tǒng)。這如同拿上海的餐飲業(yè)與北京的第三產(chǎn)業(yè)去對(duì)比,結(jié)果必然讓人無(wú)所適從。

    由于一般情況下SCADA系統(tǒng)都會(huì)搭配實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)使用,所以本文所說(shuō)的SCADA系統(tǒng)實(shí)際上是用SCADA HMI+實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的組合。

    所以,本文更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f(shuō)法是SCADA HMI + 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比IIoT的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)及展示模塊。

基本功能是相同的

    · 兩者都是從底層設(shè)備中采集數(shù)據(jù),然后傳遞到上位機(jī)

    這里底層設(shè)備可以是PLC,DCS,單片機(jī),樹(shù)莓派,智能儀表,也可以是攝像頭,共享單車(chē),智能家居,家電等。而上位機(jī)可以是前置機(jī),服務(wù)器,云端虛擬主機(jī),甚至只是一個(gè)接口服務(wù)。

    · 除了數(shù)據(jù)采集,兩者都可以向設(shè)備下達(dá)指令

    常見(jiàn)的SCADA指令包括設(shè)備啟停,下載工藝參數(shù),狀態(tài)復(fù)位等;常見(jiàn)的IIoT指令有共享單車(chē)開(kāi)鎖,遠(yuǎn)程啟動(dòng)空調(diào)等。

2 各自側(cè)重點(diǎn)不一樣

    · 部署地點(diǎn)不同

    SCADA系統(tǒng)一般部署在客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng),例如數(shù)據(jù)中心的機(jī)房,或者生產(chǎn)線(xiàn)旁的控制柜,原則是離設(shè)備越近越好。而IIoT一般把服務(wù)和應(yīng)用部署在云端,在現(xiàn)場(chǎng)靠近設(shè)備的地方(甚至嵌在設(shè)備內(nèi)部)部署一些前置采集器(或者邊緣終端,數(shù)據(jù)盒子)。

    · 服務(wù)對(duì)象不同

    SCADA系統(tǒng)服務(wù)的對(duì)象集中在一個(gè)相對(duì)集中的區(qū)域,幾臺(tái)相鄰的設(shè)備,一條產(chǎn)線(xiàn),一個(gè)車(chē)間,一個(gè)工廠基本就是上限了。而且一般情況下一套SCADA系統(tǒng)僅僅管理幾十到幾百臺(tái)設(shè)備。

    而IIoT由于服務(wù)部署在云端,其服務(wù)對(duì)象更加分散,一個(gè)城市,一個(gè)國(guó)家甚至全球多個(gè)國(guó)家,與之同時(shí),IIoT可以輕松管理幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)臺(tái)設(shè)備。

    · 數(shù)據(jù)類(lèi)型不同

    SCADA采集以設(shè)備數(shù)據(jù)為主,例如溫度,壓力, 轉(zhuǎn)速,運(yùn)行狀態(tài),產(chǎn)量,停機(jī)時(shí)間等;而IIoT處理對(duì)象除了設(shè)備數(shù)據(jù)以外,也包括了文件,圖片,聲音,視頻等。

    · 數(shù)據(jù)頻率不同

    SCADA系統(tǒng)需要高速采集數(shù)據(jù),1秒的采樣周期只是基本要求,極端情況下要求支持1毫秒(Proficy Historian OPC Collector說(shuō)這個(gè)可以有),這樣才能精準(zhǔn)捕捉到設(shè)備高速變化的數(shù)據(jù);而一般情況下IIoT的采樣周期都大于10秒。

 

    不僅僅是采集速度快,SCADA系統(tǒng)還要求發(fā)生異常時(shí),向底層設(shè)備快速下達(dá)指令,筆者之前的某個(gè)項(xiàng)目就要求當(dāng)收到外部信號(hào)時(shí),必需在500毫秒內(nèi)進(jìn)行分析判斷并寫(xiě)入PLC內(nèi)存中。這一點(diǎn)對(duì)IIoT來(lái)說(shuō)也很難實(shí)現(xiàn)。

    · 關(guān)注的功能點(diǎn)不同

    SCADA功能相對(duì)簡(jiǎn)單,關(guān)注于數(shù)據(jù)采集,實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制,報(bào)警,趨勢(shì)分析,數(shù)據(jù)報(bào)表等。而廣義的IIoT在囊括以上功能的同時(shí),還加入了設(shè)備管理,運(yùn)維保養(yǎng),效率管理,質(zhì)量管理,售后管理,大數(shù)據(jù)分析等附加功能。

    · 開(kāi)放程度不同

    SCADA的歷史更悠久,第一代SCADA誕生于上世紀(jì)70年代,不同行業(yè)例如鋼鐵,電力,化工都依賴(lài)不同類(lèi)型的設(shè)備,而即使同一種設(shè)備,不同的廠家也采用了不同的協(xié)議對(duì)外發(fā)布數(shù)據(jù),因此早期的SCADA嚴(yán)重依賴(lài)于硬件設(shè)備,一套SCADA只能與特定廠家的設(shè)備通訊。后來(lái)隨著一些獨(dú)立軟件廠商的加入,SCADA系統(tǒng)才逐漸擺脫設(shè)備的約束,慢慢走向通用化和平臺(tái)化。但是設(shè)備驅(qū)動(dòng)仍然五花八門(mén),各家設(shè)備廠家依然固執(zhí)地堅(jiān)持使用一些專(zhuān)有協(xié)議。例如一套基礎(chǔ)版的IGS(Industrial Gateway Server)竟然包括了100多種通訊協(xié)議,讓人情何以堪。

    而IIoT起步較晚,其設(shè)備廠家比較弱勢(shì),而平臺(tái)相對(duì)更有話(huà)語(yǔ)權(quán),因此大部分客戶(hù)都采用一些業(yè)界通用的協(xié)議例如REST, CoAP, MQTT, AMQP等,當(dāng)然這對(duì)軟件開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)絕對(duì)是福音。

3 兩者在相互學(xué)習(xí)

    從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,兩套系統(tǒng)在相互學(xué)習(xí),相互融合。

    一方面,SCADA系統(tǒng)正在從傳統(tǒng)的CS架構(gòu)逐步向BS架構(gòu)轉(zhuǎn)型,越來(lái)越多的SCADA客戶(hù)用手機(jī),平板電腦而不是PC機(jī)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)。同時(shí),為了響應(yīng)集團(tuán)級(jí)客戶(hù)的要求,SCADA系統(tǒng)也由傳統(tǒng)的工廠級(jí)逐漸向上層拓展,開(kāi)始逐步支持總部級(jí),集團(tuán)級(jí)部署,同時(shí)這種多層級(jí)SCADA還催生了統(tǒng)一的配置中心,用戶(hù)管理中心,授權(quán)中心等與之配套。此外,部分SCADA系統(tǒng)還正在嘗試部署在云端,為用戶(hù)提供更方便靈活的部署和管理方式。

    反之,IIoT除了進(jìn)一步地提高數(shù)據(jù)通訊的效率以外,也在積極探索如何將部分服務(wù)下沉,直接部署在客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)終端上,以便快速響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的需求。與之同時(shí),除了傳統(tǒng)的公有云部署以外,大部分IIoT廠商也在努力嘗試私有云或者混合云的架構(gòu)。

    是否有一款產(chǎn)品,既適用于SCADA,也能部署在IIoT平臺(tái)上?

    答案是肯定的。

    Proficy Historian是業(yè)界唯一一款支持跨平臺(tái)混合部署的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),其內(nèi)置了幾十種豐富的采集器,可方便的采集市面上主流的SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并高效存儲(chǔ)在本地。

    數(shù)據(jù)庫(kù)可靈活地從單臺(tái)服務(wù)器擴(kuò)展到100臺(tái)服務(wù)器的集群,從100點(diǎn)擴(kuò)展到100,000,000點(diǎn),無(wú)論你是初創(chuàng)企業(yè)還是業(yè)界巨無(wú)霸,都有一款適合你的需求。而且無(wú)論部署了幾臺(tái)Historian服務(wù)器,系統(tǒng)管理員都可以用一套基于HTML 5的全新管理控制臺(tái)Configuration Hub同時(shí)管理和維護(hù)它們。

    除了一如既往地支持Windows和Linux操作系統(tǒng)以外,最新發(fā)布的Historian 2022版本首次支持云原生,新的部署方式使工業(yè)大數(shù)據(jù)用戶(hù)真正享受到云原生架構(gòu)帶來(lái)的無(wú)縫擴(kuò)展,多站點(diǎn)帶來(lái)的更高穩(wěn)定性,同時(shí)再也不用擔(dān)心因系統(tǒng)升級(jí)造成的額外停機(jī)。

總結(jié)

    GE Digital是SCADA行業(yè)的老兵,也是IIoT領(lǐng)域的一名積極探索者,希望與各位小伙伴攜手并進(jìn),再創(chuàng)輝煌。

    如果大家對(duì)Proficy Historian或者GE Digital的其它軟件產(chǎn)品感興趣,歡迎隨時(shí)與GE Digital聯(lián)系。

    參考文章:

《SCADA can accelerate automation, IIoT implementations》

https://www.controleng.com/articles/scada-can-accelerate-automation-iiot-implementations/

      本文來(lái)源于控制工程中文版,作者為GE數(shù)字集團(tuán)余思源 。

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