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君子和而不同 —— SCADA与IIoT的对比

君子和而不同 —— SCADA与IIoT的对比

——— 君子和而不同 —— SCADA与IIoT的对比
2022/7/8 12:11:07

文/通用电气数字集团 余思源

前几日看到一篇微信文章《SCADA 会被工业物联网(IIoT)取代吗?》,标题字里行间透着“火药味”,上来就要砸人饭碗的架势。无奈细细读完,却又深感内容牵强附会,套用语文老师的话来说则是“没有紧扣中心思想”。接下来发现文章原作者是一位外国友人,在网上搜索一番,竟然找到其英文原稿。中英文对照来看,主要内容基本一致,而英文的标题是:《SCADA can accelerate automation, IIoT implementations》(SCADA可以加速自动化,工业物联网的实施)。

借用“博人眼球的标题”是流量时代赚取“点击率”的惯用手段,笔者对此保留意见,但对SCADA和IIoT作一番对比还是一件很有趣的事情。笔者混迹SCADA江湖二十多年,最近几年也学习了一些IIoT相关知识,本文试将二者略作对比,抛砖引玉,贻笑大方而已。

当然,我们也清楚这两个对象本质上没有可比性,SCADA是一套专有系统,关注于底层设备的采集,监视和控制,而IIoT通常情况是一套PaaS平台,其业务范畴远超过一般的SCADA系统。这如同拿上海的餐饮业与北京的第三产业去对比,结果必然让人无所适从。

由于一般情况下SCADA系统都会搭配实时数据库使用,所以本文所说的SCADA系统实际上是用SCADA HMI+实时数据库的组合。

所以,本文更严谨的说法是SCADA HMI + 实时数据库对比IIoT的数据采集存储及展示模块。

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1、基本功能是相同的

· 两者都是从底层设备中采集数据,然后传递到上位机

这里底层设备可以是PLC,DCS,单片机,树莓派,智能仪表,也可以是摄像头,共享单车,智能家居,家电等。而上位机可以是前置机,服务器,云端虚拟主机,甚至只是一个接口服务。

· 除了数据采集,两者都可以向设备下达指令

常见的SCADA指令包括设备启停,下载工艺参数,状态复位等;常见的IIoT指令有共享单车开锁,远程启动空调等。

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2、各自侧重点不一样

· 部署地点不同

SCADA系统一般部署在客户现场,例如数据中心的机房,或者生产线旁的控制柜,原则是离设备越近越好。而IIoT一般把服务和应用部署在云端,在现场靠近设备的地方(甚至嵌在设备内部)部署一些前置采集器(或者边缘终端,数据盒子)。

· 服务对象不同

SCADA系统服务的对象集中在一个相对集中的区域,几台相邻的设备,一条产线,一个车间,一个工厂基本就是上限了。而且一般情况下一套SCADA系统仅仅管理几十到几百台设备。

而IIoT由于服务部署在云端,其服务对象更加分散,一个城市,一个国家甚至全球多个国家,与之同时,IIoT可以轻松管理几万甚至几十万台设备。

· 数据类型不同

SCADA采集以设备数据为主,例如温度,压力, 转速,运行状态,产量,停机时间等;而IIoT处理对象除了设备数据以外,也包括了文件,图片,声音,视频等。

· 数据频率不同

SCADA系统需要高速采集数据,1秒的采样周期只是基本要求,极端情况下要求支持1毫秒(Proficy Historian OPC Collector说这个可以有),这样才能精准捕捉到设备高速变化的数据;而一般情况下IIoT的采样周期都大于10秒。

不仅仅是采集速度快,SCADA系统还要求发生异常时,向底层设备快速下达指令,笔者之前的某个项目就要求当收到外部信号时,必需在500毫秒内进行分析判断并写入PLC内存中。这一点对IIoT来说也很难实现。

· 关注的功能点不同

SCADA功能相对简单,关注于数据采集,实时监视和控制,报警,趋势分析,数据报表等。而广义的IIoT在囊括以上功能的同时,还加入了设备管理,运维保养,效率管理,质量管理,售后管理,大数据分析等附加功能。

· 开放程度不同

SCADA的历史更悠久,第一代SCADA诞生于上世纪70年代,不同行业例如钢铁,电力,化工都依赖不同类型的设备,而即使同一种设备,不同的厂家也采用了不同的协议对外发布数据,因此早期的SCADA严重依赖于硬件设备,一套SCADA只能与特定厂家的设备通讯。后来随着一些独立软件厂商的加入,SCADA系统才逐渐摆脱设备的约束,慢慢走向通用化和平台化。但是设备驱动仍然五花八门,各家设备厂家依然固执地坚持使用一些专有协议。例如一套基础版的IGS(Industrial Gateway Server)竟然包括了100多种通讯协议,让人情何以堪。

而IIoT起步较晚,其设备厂家比较弱势,而平台相对更有话语权,因此大部分客户都采用一些业界通用的协议例如REST, CoAP, MQTT, AMQP等,当然这对软件开发者来说绝对是福音。

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3、两者在相互学习

从长远来看,两套系统在相互学习,相互融合。

一方面,SCADA系统正在从传统的CS架构逐步向BS架构转型,越来越多的SCADA客户用手机,平板电脑而不是PC机来访问数据。同时,为了响应集团级客户的要求,SCADA系统也由传统的工厂级逐渐向上层拓展,开始逐步支持总部级,集团级部署,同时这种多层级SCADA还催生了统一的配置中心,用户管理中心,授权中心等与之配套。此外,部分SCADA系统还正在尝试部署在云端,为用户提供更方便灵活的部署和管理方式。

反之,IIoT除了进一步地提高数据通讯的效率以外,也在积极探索如何将部分服务下沉,直接部署在客户现场终端上,以便快速响应现场设备的需求。与之同时,除了传统的公有云部署以外,大部分IIoT厂商也在努力尝试私有云或者混合云的架构。

是否有一款产品,既适用于SCADA,也能部署在IIoT平台上?

答案是肯定的。

Proficy Historian是业界唯一一款支持跨平台混合部署的实时数据库,其内置了几十种丰富的采集器,可方便的采集市面上主流的SCADA系统的数据并高效存储在本地。

数据库可灵活地从单台服务器扩展到100台服务器的集群,从100点扩展到100,000,000点,无论你是初创企业还是业界巨无霸,都有一款适合你的需求。而且无论部署了几台Historian服务器,系统管理员都可以用一套基于HTML 5的全新管理控制台Configuration Hub同时管理和维护它们。

除了一如既往地支持Windows和Linux操作系统以外,最新发布的Historian 2022版本首次支持云原生,新的部署方式使工业大数据用户真正享受到云原生架构带来的无缝扩展,多站点带来的更高稳定性,同时再也不用担心因系统升级造成的额外停机。

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总结

GE Digital是SCADA行业的老兵,也是IIoT领域的一名积极探索者,希望与各位小伙伴携手并进,再创辉煌。

如果大家对Proficy Historian或者GE Digital的其它软件产品感兴趣,欢迎随时与GE Digital联系。

参考文章:

《SCADA 会被工业物联网(IIoT)取代吗?》

https://mp.weixin.qq.com/s/r8FmwuZRKLEWT-vNqNAmqQ

《SCADA can accelerate automation, IIoT implementations》

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

审核编辑(
李娜
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