1.2.4 工业互联网及其与SCADA系统的比较
1.工业互联网
在智能制造、互联网+的大背景下,信息技术融入工业领域,提升了实体经济的创新力和生产力;工业生产的信息化也为互联网概念的落地提供了数据支撑。工业互联网(Industrial Internet)正在加快驱动产业转型和升级、资源配置、生产管理模式的革新。
作为新一代信息通信技术与现代工业技术深度融合的产物,工业互联网成为全球新一轮产业竞争的制高点,传统的工业自动化系统结构和业务模式正进行快速转型和升级,西门子、通用电气、ABB、施耐德等都在强化数字化业务,面向智能制造需求,充分利用物联网、人工智能、大数据、云计算、边缘计算等先进技术,重点推进IIoT云平台建设和应用。目前众多自动化公司、传统制造业公司和软件公司也纷纷推出了自己的IIoT云平台。IIoT云平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于海量数据的采集、汇聚、分析和服务体系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的开放式云平台,其本质是通过人、机器、产品、业务系统的泛在连接,建立面向工业大数据、管理、建模、分析的赋能使能开发环境,将工业研发设计、生产制造、经营管理等领域的知识显性化、模型化、标准化,并封装为面向监测、诊断、预测、优化、决策的各类应用服务,实现制造资源在生产制造全过程、全价值链、全生命周期的全局优化,打造泛在连接、数据驱动、软件定义、平台支撑的制造业新体系。
图1.12所示为亚控科技基于SCADA系统的IIoT应用结构。亚控科技有比较完备的HMI/SCADA基础监控平台,支持大量厂家的PLC、板卡等设备。以此为基础,又开发了支持工业信息化的实时数据库、支持制造运营管理的MES、支持IIoT应用的KingIOT管理软件等产品,从而形成包括现场、边缘侧、云端及基于云端的各类App应用的IIoT应用结构。可以看出,SCADA系统在IIoT应用结构中属于关键基础平台。
图1.12 亚控科技基于SCADA系统的IIoT应用结构
KingIOT平台聚焦更全面、更准确、更高效的数据采集需求,致力于提供分散式、轻量化、低成本的数据采集产品和解决方案。KingIOT旨在提供Linux平台(数据终端)的解决方案,具备优秀的采集性能、良好的易用性和可维护性。KingIOT连接工业设备与云端,实时、准确地将生产、环境数据发送到云端;在实现数据共享的同时,减轻了云平台的计算压力,提前对海量数据进行解析、逻辑判断、筛选,实现边缘计算。
亚控科技的IIoT解决方案和产品反映了在互联网+背景下多数传统组态软件厂商业务发展的方向和重点。
2.SCADA系统与IIoT的比较
从本章的介绍中可以看出,SCADA系统是用于测控点分散的过程的专用远程监控系统,侧重对现场设备的数据采集、本地控制和远程监视与控制。同时,SCADA系统可以作为上层调度、优化和管理的支撑平台。而IIoT通常是一套PaaS平台,其数据一般来源于SCADA等传统工业控制平台,功能侧重数据汇总和展示。并以汇总的大数据为基础,运用深度学习等人工智能技术深入开发计划调度、设备健康监测与安全监控、质量控制、生产管理等高级应用。
SCADA系统与IIoT的不同主要体现在以下几点。
(1)部署地点不同。SCADA系统既有部署在现场的监督控制与数据采集设备,还包括部署在本地监控中心和远程监控中心的设备。IIoT一般把服务和应用部署在云端,在靠近设备的地方部署一些采集网关等前置设备。
(2)数据类型不同。SCADA系统采集的数据主要包括工艺参数(温度、压力、流量等)、设备数据(开关状态、故障等)和生产数据(产量等)。IIoT处理的数据除了上述SCADA系统采集的数据,还包括图片、声音和视频等数据。
(3)采样周期不同。由于SCADA系统要对现场设备进行直接控制,因此采样周期必须满足实时控制要求。通常SCADA系统包括多种采样周期,既支持对快变对象的高速数据采集(如1ms的采样周期),也支持对慢变对象的低速数据采集(如1s的采样周期)。目前IIoT的采样周期都较长,一般大于10s。显然,这样的采样周期是无法实现有效的远程监控的。
(4)开放程度不同。SCADA系统的发展和行业的关联度高,早期计算机软硬件的开放性也不足,这些导致SCADA系统大量使用专有设备和通信协议,整体开放性较差。IIoT是在互联网技术快速发展及对系统开放性追求的技术背景下发展起来的,系统开放性高,REST、CoAP和MQTT等业界通用的协议被广泛使用。