共同特點 - SCADA系統(tǒng)如何過渡物聯(lián)網(wǎng)

　　SCADA系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以及其它工業(yè)自動化系統(tǒng)，都屬于計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展的產(chǎn)物。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展趨勢分析，其將逐步取代部分SCADA系統(tǒng)。通過分析兩類系統(tǒng)的架構體系，二者具備如下一些共同的特征：

　　(l)體系結構分層。兩類系統(tǒng)均具備清晰完整的層次結構，便于設計者、使用者理解。SCADA系統(tǒng)的三層與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的三層都具備明確的定義及層間分界，但三層間功能上也有一些重疊?？拷F(xiàn)場的層由于采用現(xiàn)場總線技術，使得設備檔案及診斷信息更為豐富;中間層體現(xiàn)更多的是運行數(shù)據(jù)監(jiān)控、設備管理;而最上位的應用層可以涉及數(shù)據(jù)深度應用、設備維護計劃、備品備件管理、設備資產(chǎn)管理等。

　　(2)一次儀表數(shù)據(jù)采集。兩類系統(tǒng)都需要有現(xiàn)場原始數(shù)據(jù)的采集，其準確性及數(shù)據(jù)可用性完全取決于該一次表的數(shù)據(jù)采集。在IOT 中，對控制功能的體現(xiàn)更為突出。在SCADA系統(tǒng)中，常規(guī)的控制策略主要為單回路控制、串級調節(jié)、比率調節(jié)、均勻調節(jié)、前饋調節(jié)、自動選擇調節(jié)、分程調節(jié)、非線性調節(jié)等，實現(xiàn)功能仍以PID調節(jié)為基礎，輔以一定的功能塊及控制算法。IOT中的常規(guī)控制得以擴展使用，各功能塊之間可多重串接、并聯(lián)連接、選擇性連接、自動補償、自動跟蹤、無擾切換等，多配方自動改變參數(shù)或功能塊連接方式，使得自動化應用變得透明、簡單。

　　(3)對通訊網(wǎng)絡的依賴。兩類系統(tǒng)均需要依賴網(wǎng)絡，而物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)則更加依賴無線通訊網(wǎng)絡。由此可見，保證無線通訊是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的必要條件。無線通訊主要的特點是安裝便捷、應用靈活、低成本、易于擴展等，最主要是適用于多種協(xié)議標準，包括802.11a、802.11b、最新混合標準802.11g。

　　(4)數(shù)據(jù)處理應用。原始數(shù)據(jù)采集后，兩類系統(tǒng)對所得的數(shù)據(jù)都進行了綜合應用處理。通過結構可以看出，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理更深入。企業(yè)海量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)是企業(yè)經(jīng)營決策的重要依據(jù)，對于采購管理、成本控制、提高經(jīng)營的經(jīng)濟效益具有重要的參考價值，對于控制生產(chǎn)成本、擴大利潤同樣可提供重要參考數(shù)據(jù)，從而保證企業(yè)利潤目標的實現(xiàn)。由此可見，數(shù)據(jù)的深度處理后，對指導全企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營，具有十分重要的意義。

　　三、過渡方案

　　物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)自動化必然的發(fā)展趨勢，將使得工業(yè)自動化的分布式、開放化、信息化、規(guī)模化等諸多特點得以最大化體現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)的分布式結構確保每一個智能終端能獨立運行，互通信息的同時也將系統(tǒng)危險分散;開放化特點則是網(wǎng)絡自身具備多種標準接口，便于新的終端節(jié)點無縫接入;信息化使得系統(tǒng)信息能夠及時對采集數(shù)據(jù)進行綜合處理，借助網(wǎng)絡技術實現(xiàn)大閉環(huán);規(guī)?；瘎t是降低終端節(jié)點的接入成本、購置成本、使用成本，在最優(yōu)綜合成本的前提下完成規(guī)模應用。

　　由于物聯(lián)網(wǎng)完全是一個開放的網(wǎng)絡，涉及行業(yè)機密或是國家安全的SCADA系統(tǒng)，將仍然保持現(xiàn)有狀態(tài)。所以，物聯(lián)網(wǎng)取代部分SCADA 系統(tǒng)是必然的一個趨勢。根據(jù)兩類系統(tǒng)的對比，無論是新建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，還是基于SCADA系統(tǒng)的改造，可以參考如下方案：

　　(1)SCADA系統(tǒng)建設模式非常成熟，現(xiàn)有的案例、方案均具備非常高的參考價值。物聯(lián)網(wǎng)做架構設計時，可參考SCADA系統(tǒng)架構。在滿足企業(yè)的生產(chǎn)管理需求后，進一步實現(xiàn)先進控制、在線優(yōu)化、在線性能監(jiān)控、在線設備臺帳管理等信息化技術的集成。

　　(2)網(wǎng)絡系統(tǒng)選擇時，感知層(或采集層)均采用無線設計，數(shù)據(jù)應用層則可采用光纖通訊等快速網(wǎng)絡。整個網(wǎng)絡結構設計要充分考慮靈活、高速、多冗余、高性能、高安全等特點，可靈活使用線性結構、環(huán)形結構、星型結構、倒掛樹結構及各種組合等網(wǎng)絡拓撲結構。由于網(wǎng)絡中任意二個設備之間提供了多重通訊路徑，從而使得通訊不會受單節(jié)點故障的影響，將會極大提高通訊的冗余性能和可靠性。

　　(3)加設終端狀態(tài)監(jiān)測點。SCADA系統(tǒng)中，對儀表等設備特征、狀態(tài)關注較少，但根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的要求，對所有的終端監(jiān)測都是必要的，所以對未設計監(jiān)測的終端加設監(jiān)測點。工業(yè)自動化一般使用的現(xiàn)場儀表主要包括溫度儀表、壓力儀表、物位儀表、流量儀表、在線過程分析儀、執(zhí)行器等。現(xiàn)場儀表的穩(wěn)定工作是真實數(shù)據(jù)的保證，所以除常規(guī)的運行功能外，監(jiān)測儀表的工作狀態(tài)是非常有必要的。

　　(4)加大數(shù)據(jù)的深度挖掘，提供豐富穩(wěn)定的數(shù)據(jù)接口。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，為保證所涉及終端信息的互通，與外圍其它網(wǎng)絡會有大量數(shù)據(jù)交換。而SCADA系統(tǒng)是一個相對獨立的系統(tǒng)，與其它系統(tǒng)接口相對較少。一個成功的自動化系統(tǒng)，應該是一個具備多種標準接口的系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的選擇、現(xiàn)場產(chǎn)品的選擇，都將決定標準接口實現(xiàn)的可能性。同時，標準化的程序接口還保證了不同廠家軟硬件產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交換，而不必擔心他們之間的通訊。這也是應用規(guī)?；那疤帷?/p>

　　(5)加強反控功能的穩(wěn)定性。SCADA系統(tǒng)更多的關注的監(jiān)視功能，而相對控制較弱。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)要求全網(wǎng)信息互通，但為保證全網(wǎng)的終端監(jiān)測數(shù)據(jù)平衡，需要根據(jù)實時數(shù)據(jù)進行一些反控。在現(xiàn)在控制理論的推動下，各種智能化算法應運而生。除業(yè)界熟知的PID控制，多變量預測已完成生產(chǎn)實踐階段。物聯(lián)網(wǎng)是一個強大數(shù)據(jù)的集合，并且數(shù)據(jù)是動態(tài)更新的。所以，適當采用多變量預側控制與PID串級控制相結合的方案，可以非常有效地實現(xiàn)反控功能的穩(wěn)定性。