2)一次儀表數據采集。兩類系統都需要有現場原始數據的采集,其準確性及數據可用性完全取決于該一次表的數據采集。在IOT中,對控制功能的體現更為突出。在SCADA系統中,常規的控制策略主要為單回路控制、串級調節、比率調節、均勻調節、前饋調節、自動選擇調節、分程調節、非線性調節等,實現功能仍以PID調節為基礎,輔以一定的功能塊及控制算法。IOT中的常規控制得以擴展使用,各功能塊之間可多重串接、并聯連接、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)對通訊網絡的依賴。兩類系統均需要依賴網絡,而物聯網系統則更加依賴無線通訊網絡。由此可見,保證無線通訊是實現物聯網的必要條件。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議標準,包括802.11a、802.11b、最新混合標準802.11g。
4)數據處理應用。原始數據采集后,兩類系統對所得的數據都進行了綜合應用處理。通過結構可以看出,物聯網系統對數據處理更深入。企業海量的生產數據是企業經營決策的重要依據,對于采購管理、成本控制、提高經營的經濟效益具有重要的參考價值,對于控制生產成本、擴大利潤,從而保證企業利潤目標的實現。由此可見,數據的深度處理后,對指導全企業生產經營,具有十分重要的意義。
三、過渡方案
物聯網是工業自動化必然的發展趨勢,將使得工業自動化的分布式、開放化、信息化、規模化等諸多特點得以最大化體現。物聯網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危險分散;開放化特點則是網絡自身具備多種標準接口,便于新的終端節點無縫接入;信息化使得系統信息能夠及時對采集數據進行綜合處理,借助網絡技術實現大閉環;規模化則是降低終端節點的接入成本、購置成本、使用成本,在最優綜合成本的前提下完成規模應用。
由于物聯網完全是一個開放的網絡,涉及行業機密或是國家安全的SCADA系統,將仍然保持現有狀態。所以,物聯網取代部分SCADA系統是必然的一個趨勢。根據兩類系統的對比,無論是新建物聯網系統,還是基于SCADA系統的改造,可以參考如下方案:
1)SCADA系統建設模式非常成熟,現有的案例、方案均具備非常高的參考價值。物聯網做架構設計時,可參考SCADA系統架構。在滿足企業的生產管理需求后,進一步實現先進控制、在線優化、在線性能監控、在線設備臺帳管理等信息化技術的集成。
2)網絡系統選擇時,感知層(或采集層)均采用無線設計,數據應用層則可采用光纖通訊等快速網絡。整個網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、環形結構、星型結構、倒掛樹結構及各種組合等網絡拓撲結構。由于網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)加設終端狀態監測點。SCADA系統中,對儀表等設備特征、狀態關注較少,但根據物聯網的要求,對所有的終端監測都是必要的,所以對未設計監測的終端加設監測點。工業自動化一般使用的現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、執行器等。現場儀表的穩定工作是真實數據的保證,所以除常規的運行功能外,監測儀表的工作狀態是非常有必要的。
4)加大數據的深度挖掘,提供豐富穩定的數據接口。物聯網系統是一個開放的系統,為保證所涉及終端信息的互通,與外圍其它網絡會有大量數據交換。而SCADA系統是一個相對獨立的系統,與其它系統接口相對較少。一個成功的自動化系統,應該是一個具備多種標準接口的系統。操作系統的選擇、現場產品的選擇,都將決定標準接口實現的可能性。同時,標準化的程序接口還保證了不同廠家軟硬件產品的數據交換,而不必擔心他們之間的通訊。這也是應用規模化的前提。










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