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(tǒng),關注于底層設備的采集,監(jiān)視和控制,而IIoT通常情況是一套PaaS平臺,其業(yè)務范疇遠超過一般的SCADA系統(tǒng)。這如同拿上海的餐飲業(yè)與北京的第三產業(yè)去對比,結果必然讓人無所適從。
由于一般情況下SCADA系統(tǒng)都會搭配實時數(shù)據(jù)庫使用,所以本文所說的SCADA系統(tǒng)實際上是用SCADA HMI+實時數(shù)據(jù)庫的組合。
所以,本文更嚴謹?shù)恼f法是SCADA HMI + 實時數(shù)據(jù)庫對比IIoT的數(shù)據(jù)采集存儲及展示模塊。
1 基本功能是相同的
· 兩者都是從底層設備中采集數(shù)據(jù),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(shù)據(jù)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(shù),狀態(tài)復位等;常見的IIoT指令有共享單車開鎖,遠程啟動空調等。
2 各自側重點不一樣
· 部署地點不同
SCADA系統(tǒng)一般部署在客戶現(xiàn)場,例如數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)盒子)。
· 服務對象不同
SCADA系統(tǒng)服務的對象集中在一個相對集中的區(qū)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(tǒng)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(shù)據(jù)類型不同
SCADA采集以設備數(shù)據(jù)為主,例如溫度,壓力, 轉速,運行狀態(tài),產量,停機時間等;而IIoT處理對象除了設備數(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說這個可以有),這樣才能精準捕捉到設備高速變化的數(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,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(xiàn)。
· 關注的功能點不同
SCADA功能相對簡單,關注于數(shù)據(jù)采集,實時監(jiān)視和控制,報警,趨勢分析,數(shù)據(jù)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(yǎng),效率管理,質量管理,售后管理,大數(shù)據(jù)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(yè)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(xié)議對外發(fā)布數(shù)據(jù),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(tǒng)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(zhí)地堅持使用一些專有協(xié)議。例如一套基礎版的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(yè)界通用的協(xié)議例如REST, CoAP, MQTT, AMQP等,當然這對軟件開發(fā)者來說絕對是福音。
3 兩者在相互學習
從長遠來看,兩套系統(tǒng)在相互學習,相互融合。
一方面,SCADA系統(tǒng)正在從傳統(tǒng)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(shù)據(jù)。同時,為了響應集團級客戶的要求,SCADA系統(tǒng)也由傳統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(shù)據(jù)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(xiàn)場終端上,以便快速響應現(xiàn)場設備的需求。與之同時,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。
是否有一款產品,既適用于SCADA,也能部署在IIoT平臺上?
答案是肯定的。
Proficy Historian是業(yè)界唯一一款支持跨平臺混合部署的實時數(shù)據(jù)庫,其內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)并高效存儲在本地。
數(shù)據(jù)庫可靈活地從單臺服務器擴展到100臺服務器的集群,從100點擴展到100,000,000點,無論你是初創(chuàng)企業(yè)還是業(yè)界巨無霸,都有一款適合你的需求。而且無論部署了幾臺Historian服務器,系統(tǒng)管理員都可以用一套基于HTML 5的全新管理控制臺Configuration Hub同時管理和維護它們。
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)用戶真正享受到云原生架構帶來的無縫擴展,多站點帶來的更高穩(wěn)定性,同時再也不用擔心因系統(tǒng)升級造成的額外停機。
總結
GE Digital是SCADA行業(yè)的老兵,也是IIoT領域的一名積極探索者,希望與各位小伙伴攜手并進,再創(chuàng)輝煌。
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參考文章:
《SCADA can accelerate automation, IIoT implementations》
https://www.controleng.com/articles/scada-can-accelerate-automation-iiot-implementations/
本文來源于控制工程中文版,作者為GE數(shù)字集團余思源 。