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君子和而不同 —— SCADA與IIoT的對比

作者:余思源來源:GE數字集團網址:https://mp.weixin.qq.com/s/jzaVxaVU5Ydpx3M_yidv4A

前幾日看到微信文章《SCADA 會被工業物聯網(IIoT)取代嗎?》,標題字里行間透著“火藥味”,上來就要砸人飯碗的架勢。無奈細細讀完,卻又深感內容牽強附會,套用語文老師的話來說則是“沒有緊扣中心思想”。接下來發現文章原作者是一位外國友人,在網上搜索一番,竟然找到其英文原稿。中英文對照來看,主要內容基本一致,而英文的標題是:《SCADA can accelerate automation, IIoT implementations》(SCADA可以加速自動化,工業物聯網的實施)。


借用“博人眼球的標題”是流量時代賺取“點擊率”的慣用手段,筆者對此保留意見,但對SCADA和IIoT作一番對比還是一件很有趣的事情。筆者混跡SCADA江湖二十多年,最近幾年也學習了一些IIoT相關知識,本文試將二者略作對比,拋磚引玉,貽笑大方而已。


當然,我們也清楚這兩個對象本質上沒有可比性,SCADA是一套專有系統,關注于底層設備的采集,監視和控制,而IIoT通常情況是一套PaaS平臺,其業務范疇遠超過一般的SCADA系統。這如同拿上海的餐飲業與北京的第三產業去對比,結果必然讓人無所適從。


由于一般情況下SCADA系統都會搭配實時數據庫使用,所以本文所說的SCADA系統實際上是用SCADA HMI+實時數據庫的組合。


所以,本文更嚴謹的說法是SCADA HMI + 實時數據庫對比IIoT的數據采集存儲及展示模塊。

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1

基本功能是相同的

· 兩者都是從底層設備中采集數據,然后傳遞到上位機

這里底層設備可以是PLC,DCS,單片機,樹莓派,智能儀表,也可以是攝像頭,共享單車,智能家居,家電等。而上位機可以是前置機,服務器,云端虛擬主機,甚至只是一個接口服務。


· 除了數據采集,兩者都可以向設備下達指令

常見的SCADA指令包括設備啟停,下載工藝參數,狀態復位等;常見的IIoT指令有共享單車開鎖,遠程啟動空調等。

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2

各自側重點不一樣

· 部署地點不同

SCADA系統一般部署在客戶現場,例如數據中心的機房,或者生產線旁的控制柜,原則是離設備越近越好。而IIoT一般把服務和應用部署在云端,在現場靠近設備的地方(甚至嵌在設備內部)部署一些前置采集器(或者邊緣終端,數據盒子)。


· 服務對象不同

SCADA系統服務的對象集中在一個相對集中的區域,幾臺相鄰的設備,一條產線,一個車間,一個工廠基本就是上限了。而且一般情況下一套SCADA系統僅僅管理幾十到幾百臺設備。


而IIoT由于服務部署在云端,其服務對象更加分散,一個城市,一個國家甚至全球多個國家,與之同時,IIoT可以輕松管理幾萬甚至幾十萬臺設備。


· 數據類型不同

SCADA采集以設備數據為主,例如溫度,壓力, 轉速,運行狀態,產量,停機時間等;而IIoT處理對象除了設備數據以外,也包括了文件,圖片,聲音,視頻等。


· 數據頻率不同

SCADA系統需要高速采集數據,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說這個可以有),這樣才能精準捕捉到設備高速變化的數據;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系統還要求發生異常時,向底層設備快速下達指令,筆者之前的某個項目就要求當收到外部信號時,必需在500毫秒內進行分析判斷并寫入PLC內存中。這一點對IIoT來說也很難實現。


· 關注的功能點不同

SCADA功能相對簡單,關注于數據采集,實時監視和控制,報警,趨勢分析,數據報表等。而廣義的IIoT在囊括以上功能的同時,還加入了設備管理,運維保養,效率管理,質量管理,售后管理,大數據分析等附加功能。


· 開放程度不同

SCADA的歷史更悠久,第一代SCADA誕生于上世紀70年代,不同行業例如鋼鐵,電力,化工都依賴不同類型的設備,而即使同一種設備,不同的廠家也采用了不同的協議對外發布數據,因此早期的SCADA嚴重依賴于硬件設備,一套SCADA只能與特定廠家的設備通訊。后來隨著一些獨立軟件廠商的加入,SCADA系統才逐漸擺脫設備的約束,慢慢走向通用化和平臺化。但是設備驅動仍然五花八門,各家設備廠家依然固執地堅持使用一些專有協議。例如一套基礎版的IGS(Industrial Gateway Server)竟然包括了100多種通訊協議,讓人情何以堪。


而IIoT起步較晚,其設備廠家比較弱勢,而平臺相對更有話語權,因此大部分客戶都采用一些業界通用的協議例如REST, CoAP, MQTT, AMQP等,當然這對軟件開發者來說絕對是福音。

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3

兩者在相互學習

從長遠來看,兩套系統在相互學習,相互融合。


一方面,SCADA系統正在從傳統的CS架構逐步向BS架構轉型,越來越多的SCADA客戶用手機,平板電腦而不是PC機來訪問數據。同時,為了響應集團級客戶的要求,SCADA系統也由傳統的工廠級逐漸向上層拓展,開始逐步支持總部級,集團級部署,同時這種多層級SCADA還催生了統一的配置中心,用戶管理中心,授權中心等與之配套。此外,部分SCADA系統還正在嘗試部署在云端,為用戶提供更方便靈活的部署和管理方式。


反之,IIoT除了進一步地提高數據通訊的效率以外,也在積極探索如何將部分服務下沉,直接部署在客戶現場終端上,以便快速響應現場設備的需求。與之同時,除了傳統的公有云部署以外,大部分IIoT廠商也在努力嘗試私有云或者混合云的架構。





20220222

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