本文來自微信公眾號(hào)“人工智能與物聯(lián)網(wǎng)”，作者/chris han。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)工廠概念是熱門話題。然而，在有關(guān)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）應(yīng)用程序作用的在線和離線討論中，專業(yè)人員之間經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生混淆。諸如“物聯(lián)網(wǎng)可以取代SCADA嗎？”，“可以將兩者集成嗎？”之類的問題。和“IoT，SCADA和PLC之間有什么區(qū)別？”總是出現(xiàn)。
本質(zhì)上，應(yīng)該將物聯(lián)網(wǎng)視為在SCADA之上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。它使可伸縮性，數(shù)據(jù)分析，標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性成為現(xiàn)實(shí)。
那么，物聯(lián)網(wǎng)是否取代了教科書所稱的SCADA或監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集？隨著物聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)4.0的實(shí)施以及與完善的SCADA系統(tǒng)的交互作用，這些不確定性問題越來越多。40多年來，SCADA已幫助各個(gè)行業(yè)監(jiān)視和管理其應(yīng)用程序和流程。它有助于提高運(yùn)營(yíng)效率并降低成本。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步擴(kuò)大了可用系統(tǒng)和監(jiān)視方法的范圍，并且隨著世界通過智能手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)進(jìn)行連接，一些人認(rèn)為SCADA也許已經(jīng)有了歷史。
IoT.nxt的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Nico Steyn指出：“事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)將把SCADA系統(tǒng)提升到一個(gè)新的高度。無需相互競(jìng)爭(zhēng)，而是可以將這兩種技術(shù)集成在一起，以使行業(yè)更加接近邊緣。”
什么是SCADA？
顧名思義，監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集。本質(zhì)上，它是一個(gè)軟件和硬件系統(tǒng)，使行業(yè)可以在本地或遠(yuǎn)程控制工業(yè)過程，監(jiān)視，收集和處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。它還允許與智能設(shè)備和人機(jī)界面軟件直接交互，并將事件記錄到日志文件中。
因此，SCADA非常像物聯(lián)網(wǎng)。然而，物聯(lián)網(wǎng)是一項(xiàng)嶄新的技術(shù)，其發(fā)展速度比我們近年來看到的任何東西都要快。但是，SCADA仍然是石油和天然氣行業(yè)中的重要概念。特別是從中央遠(yuǎn)程位置監(jiān)視海上或陸上開采過程或管道時(shí)。類似地，它在采礦業(yè)中也用于監(jiān)視環(huán)境因素和跟蹤資產(chǎn)。電力公司在能源管理系統(tǒng)（EMS）和配電管理系統(tǒng)（DMS）中使用SCADA來優(yōu)化傳輸和配電網(wǎng)絡(luò)的性能并保護(hù)電網(wǎng)。然后，鐵路還將SCADA用于控制牽引電源，實(shí)現(xiàn)列車控制自動(dòng)化以及管理車站的通信，電氣和機(jī)械資產(chǎn)。
因此，SCADA系統(tǒng)仍然在重資產(chǎn)行業(yè)中占主導(dǎo)地位。隨著三代SCADA（獨(dú)立，分布式和網(wǎng)絡(luò)化）的發(fā)展，某些行業(yè)開始利用所謂的第四代SCADA應(yīng)用程序。有些人也知道這就是物聯(lián)網(wǎng)。而且，隨著第四次工業(yè)革命的到來，采用物聯(lián)網(wǎng)革命性技術(shù)實(shí)施第四代SCADA似乎非常合適。
什么是PLC？
在過去的幾十年中，與SCADA相對(duì)并行運(yùn)行的一項(xiàng)技術(shù)是可編程邏輯控制器（PLC）。PLC是另一種形式的技術(shù)，由于工業(yè)4.0中大量的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)，人們認(rèn)為PLC會(huì)稍微過時(shí)。
可編程邏輯控制器從連接的傳感器或輸入設(shè)備接收信息，處理數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)編程的參數(shù)觸發(fā)輸出。本質(zhì)上，PLC可以監(jiān)視和記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，例如機(jī)器生產(chǎn)率或工作溫度。它還可以自動(dòng)啟動(dòng)和停止過程，并在機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出警報(bào)。
PLC的許多功能與SCADA和IoT的功能相關(guān)。但是，在工業(yè)4.0中，仍要求可編程控制器通過Web瀏覽器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通過結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）連接到數(shù)據(jù)庫，并通過消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸連接到云。
“我們不相信曾經(jīng)有過或可能永遠(yuǎn)不會(huì)有不相關(guān)的技術(shù)。當(dāng)涉及物聯(lián)網(wǎng)時(shí)，該技術(shù)將更能增強(qiáng)設(shè)備功能和進(jìn)一步的技術(shù)發(fā)展。這將保護(hù)原有的基礎(chǔ)設(shè)施，并保證工廠或工廠的前瞻性。”
物聯(lián)網(wǎng)合作伙伴
易于安裝，降低成本，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性以及全球范圍內(nèi)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視，都是物聯(lián)網(wǎng)為重資產(chǎn)行業(yè)提供的所有條件。但是，由于IoT是相對(duì)于SCADA和PLC而言相對(duì)較新的技術(shù)，因此其功能自然可以適應(yīng)現(xiàn)代行業(yè)的需求。話雖這么說，當(dāng)SCADA開始時(shí)，它允許制造商的系統(tǒng)實(shí)時(shí)協(xié)同工作，就像物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在正在做的那樣。因此，非常明顯的是，即使在工業(yè)4.0中，SCADA系統(tǒng)的強(qiáng)度及其技術(shù)能力仍然是至關(guān)重要的。然而，不足之處在于正在處理企業(yè)的其余部分，以創(chuàng)建真正的互聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)。問題不應(yīng)該是擺脫或取代SCADA，而應(yīng)該是SCADA，那又是什么呢？
當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)通過提供更多的標(biāo)準(zhǔn)化和開放性正在革新SCADA。物聯(lián)網(wǎng)還通過引入物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的概念來提供可擴(kuò)展性，互操作性和增強(qiáng)的安全性。本質(zhì)上，兩個(gè)平臺(tái)都用于通過集成智能維護(hù)來提高整體生產(chǎn)率。除了減少浪費(fèi)，還可以提高效率，減少停機(jī)時(shí)間并延長(zhǎng)設(shè)備壽命。
從SCADA系統(tǒng)生成的信息充當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)源之一。SCADA的重點(diǎn)是監(jiān)視和控制。物聯(lián)網(wǎng)更專注于分析機(jī)器數(shù)據(jù)，以提高您的生產(chǎn)力并影響您的收入。物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是SCADA提供的硬件和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接性進(jìn)步的最終產(chǎn)物。以及云計(jì)算和位數(shù)據(jù)處理。簡(jiǎn)而言之，物聯(lián)網(wǎng)從SCADA和PLC結(jié)束的地方開始。
因此，盡管物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)仍處于早期生產(chǎn)階段，但它可以與SCADA共存。物聯(lián)網(wǎng)帶來了一波新的商業(yè)模式和技術(shù)，改變了SCADA的面貌。但是，SCADA范式一直是可以靈活適應(yīng)行業(yè)變化的范式。
整合或死亡
誠(chéng)然，SCADA平臺(tái)缺乏特定的創(chuàng)新，否則，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求將更加主觀。當(dāng)前，SCADA受物聯(lián)網(wǎng)概念和解決方案的影響，這些概念和解決方案已迅速集成到SCADA架構(gòu)中。如此無縫地進(jìn)行，以至于我們永遠(yuǎn)不會(huì)注意到任何差異。
但是，SCADA當(dāng)前仍限于工廠車間。從工廠設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)只能在工廠內(nèi)部查看。物聯(lián)網(wǎng)將獲取這些數(shù)據(jù)，向用戶提供見解，并使其隨時(shí)隨地可用。反過來，這使得可以創(chuàng)建新的業(yè)務(wù)模型。
Steyn還指出：“如果沒有物聯(lián)網(wǎng)提供SCADA和PLC平臺(tái)的支持性創(chuàng)新，隨著更多技術(shù)的出現(xiàn)與物聯(lián)網(wǎng)的集成特性不同，這些技術(shù)可能會(huì)失去一定的必要性。攜帶。”
物聯(lián)網(wǎng)如何提供幫助
如果您已經(jīng)安裝了SCADA系統(tǒng)，則可以將IoT解決方案與SCADA系統(tǒng)集成，并從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）機(jī)器中收集數(shù)據(jù)。通過利用物聯(lián)網(wǎng)的功能和可擴(kuò)展性，您可以使用收集的數(shù)據(jù)來創(chuàng)建各種報(bào)告，例如總體設(shè)備效率報(bào)告，生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)告以及公用事業(yè)報(bào)告（天然氣，水，電）。
將來，SCADA系統(tǒng)可能會(huì)演變?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)的系統(tǒng)。設(shè)備和PLC將變得更加智能，并將能夠集成不同的云平臺(tái)。這將啟用新的安全平臺(tái)，該平臺(tái)將進(jìn)一步保護(hù)記錄的所有數(shù)據(jù)。這意味著可以執(zhí)行節(jié)省費(fèi)用的改進(jìn)。
SCADA的主要意義在于允許人們與流程進(jìn)行遠(yuǎn)程交互。IoT通常用作機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信工具。而不是主要存在于向人類呈現(xiàn)信息的事物。那只是其過程的一小部分。物聯(lián)網(wǎng)確保與人和機(jī)器而不只是人與人共享信息。簡(jiǎn)而言之，它可以確保所有人和所有內(nèi)容始終處于循環(huán)狀態(tài)。
比較分析
最后，SCADA和物聯(lián)網(wǎng)都涉及傳感器和數(shù)據(jù)采集。盡管它們?cè)谠S多方面確實(shí)有所不同，但是它們都具有一個(gè)共同的目標(biāo)。優(yōu)化使用，并最終更好地控制某些設(shè)備或過程。智能電網(wǎng)的整個(gè)想法導(dǎo)致了SCADA和IoT的集成。由于SCADA并不是一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，而是一個(gè)收集和分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此在監(jiān)視和控制工廠或工業(yè)設(shè)備中很有用。它將收集有關(guān)意外事件的信息，將其傳輸回中央站點(diǎn)并向本地電臺(tái)發(fā)出警報(bào)。然后它將進(jìn)行任何必要的分析和控制，并以邏輯和有組織的方式顯示信息，以供人類解釋和使用。
物聯(lián)網(wǎng)由物理設(shè)備網(wǎng)絡(luò)組成，這些物理設(shè)備通過電子嵌入，軟件設(shè)置，傳感器執(zhí)行器和網(wǎng)絡(luò)連接連接在一起，所有這些共同作用以使對(duì)象連接和交換數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)允許跨不同網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)遠(yuǎn)程感知或控制對(duì)象。因此，它為將物理世界更直接地集成到基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)中創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。這樣可以提高效率，準(zhǔn)確性和經(jīng)濟(jì)效益，并減少人工干預(yù)。
這兩個(gè)平臺(tái)都具有豐富的優(yōu)勢(shì)以及一些漏洞。預(yù)計(jì)到2020年，將有500億個(gè)設(shè)備或事物連接到互聯(lián)網(wǎng)。因此，基于Internet的控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性正在成為現(xiàn)實(shí)。工業(yè)4.0是一個(gè)時(shí)代，制造技術(shù)中的新興趨勢(shì)自動(dòng)化和數(shù)據(jù)交換正允許從傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的SCADA過渡到物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)時(shí)代。借助SCADA，網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算和認(rèn)知計(jì)算，工業(yè)4.0是一個(gè)將改變整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)動(dòng)態(tài)的時(shí)代。
