2)一次仪表数据采集。两类系统都需要有现场原始数据的采集,其准确性及数据可用性完全取决于该一次表的数据采集。在IOT中,对控制功能的体现更为突出。在SCADA系统中,常规的控制策略主要为单回路控制、串级调节、比率调节、均匀调节、前馈调节、自动选择调节、分程调节、非线性调节等,实现功能仍以PID调节为基础,辅以一定的功能块及控制算法。IOT中的常规控制得以扩展使用,各功能块之间可多重串接、并联连接、选择性连接、自动补偿、自动跟踪、无扰切换等,多配方自动改变参数或功能块连接方式,使得自动化应用变得透明、简单。
3)对通讯网络的依赖。两类系统均需要依赖网络,而物联网系统则更加依赖无线通讯网络。由此可见,保证无线通讯是实现物联网的必要条件。无线通讯主要的特点是安装便捷、应用灵活、低成本、易于扩展等,最主要是适用于多种协议标准,包括802.11a、802.11b、最新混合标准802.11g。
4)数据处理应用。原始数据采集后,两类系统对所得的数据都进行了综合应用处理。通过结构可以看出,物联网系统对数据处理更深入。企业海量的生产数据是企业经营决策的重要依据,对于采购管理、成本控制、提高经营的经济效益具有重要的参考价值,对于控制生产成本、扩大利润,从而保证企业利润目标的实现。由此可见,数据的深度处理后,对指导全企业生产经营,具有十分重要的意义。
三、过渡方案
物联网是工业自动化必然的发展趋势,将使得工业自动化的分布式、开放化、信息化、规模化等诸多特点得以最大化体现。物联网的分布式结构确保每一个智能终端能独立运行,互通信息的同时也将系统危险分散;开放化特点则是网络自身具备多种标准接口,便于新的终端节点无缝接入;信息化使得系统信息能够及时对采集数据进行综合处理,借助网络技术实现大闭环;规模化则是降低终端节点的接入成本、购置成本、使用成本,在最优综合成本的前提下完成规模应用。
由于物联网完全是一个开放的网络,涉及行业机密或是国家安全的SCADA系统,将仍然保持现有状态。所以,物联网取代部分SCADA系统是必然的一个趋势。根据两类系统的对比,无论是新建物联网系统,还是基于SCADA系统的改造,可以参考如下方案:
1)SCADA系统建设模式非常成熟,现有的案例、方案均具备非常高的参考价值。物联网做架构设计时,可参考SCADA系统架构。在满足企业的生产管理需求后,进一步实现先进控制、在线优化、在线性能监控、在线设备台帐管理等信息化技术的集成。
2)网络系统选择时,感知层(或采集层)均采用无线设计,数据应用层则可采用光纤通讯等快速网络。整个网络结构设计要充分考虑灵活、高速、多冗余、高性能、高安全等特点,可灵活使用线性结构、环形结构、星型结构、倒挂树结构及各种组合等网络拓扑结构。由于网络中任意二个设备之间提供了多重通讯路径,从而使得通讯不会受单节点故障的影响,将会极大提高通讯的冗余性能和可靠性。
3)加设终端状态监测点。SCADA系统中,对仪表等设备特征、状态关注较少,但根据物联网的要求,对所有的终端监测都是必要的,所以对未设计监测的终端加设监测点。工业自动化一般使用的现场仪表主要包括温度仪表、压力仪表、物位仪表、流量仪表、在线过程分析仪、执行器等。现场仪表的稳定工作是真实数据的保证,所以除常规的运行功能外,监测仪表的工作状态是非常有必要的。
4)加大数据的深度挖掘,提供丰富稳定的数据接口。物联网系统是一个开放的系统,为保证所涉及终端信息的互通,与外围其它网络会有大量数据交换。而SCADA系统是一个相对独立的系统,与其它系统接口相对较少。一个成功的自动化系统,应该是一个具备多种标准接口的系统。操作系统的选择、现场产品的选择,都将决定标准接口实现的可能性。同时,标准化的程序接口还保证了不同厂家软硬件产品的数据交换,而不必担心他们之间的通讯。这也是应用规模化的前提。
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