SCADA、-物聯(lián)網(wǎng)IOT、MES之間的聯(lián)系與區(qū)別

SCADA、

物聯(lián)網(wǎng)IOT、MES

之間的聯(lián)系與區(qū)別目錄智能工廠的時(shí)代背景SCADA系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)IOTSCADA和IOT的釋義SCADA和IOT的系統(tǒng)特點(diǎn)SCADA和IOT的共性SCADA和IOT的區(qū)別SCADA系統(tǒng)與MES系統(tǒng)1智能工廠的時(shí)代背景智能工廠的時(shí)代背景智能工廠、數(shù)字化工廠在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。智能工廠是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個(gè)結(jié)論，數(shù)字化工廠的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)信息的集成。那么回到最根本的問(wèn)題就是怎樣實(shí)現(xiàn)信息集成，通常的解決方案有：SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)IOT物聯(lián)網(wǎng)MES制造執(zhí)行系統(tǒng)2SCADA系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)IOTSCADA系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)IOT物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)自動(dòng)化的必然趨勢(shì)，將使得工業(yè)自動(dòng)化的分布式、開(kāi)放化、信息化、規(guī)?；戎T多特點(diǎn)得以最大化體現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)的分布式結(jié)構(gòu)確保每一個(gè)智能終端能獨(dú)立運(yùn)行，互通信息的同時(shí)也將系統(tǒng)危險(xiǎn)分散；

開(kāi)放化特點(diǎn)則是網(wǎng)絡(luò)自身具備多種標(biāo)準(zhǔn)接口，便于新的終端節(jié)點(diǎn)無(wú)縫接入；

信息化使得系統(tǒng)信息能夠及時(shí)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)大閉環(huán)；

規(guī)?；瘎t是降低終端節(jié)點(diǎn)的接入成本、購(gòu)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(yīng)用。（SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖）由于物聯(lián)網(wǎng)完全是一個(gè)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)，涉及行業(yè)機(jī)密或是國(guó)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(gè)趨勢(shì)。3SCADA和IOT的釋義SCADA和IOT的釋義信息化技術(shù)的進(jìn)步必將推動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的革命。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷成熟，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)在總體架構(gòu)、管理模式、應(yīng)用技術(shù)、綜合挖掘等方面均要發(fā)生重大變化，進(jìn)一步向標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)展、開(kāi)放化、低成本的總體目標(biāo)前進(jìn)。尤其物聯(lián)網(wǎng)概念的推出，使得越來(lái)越多的企業(yè)將目標(biāo)監(jiān)控、數(shù)據(jù)應(yīng)用、開(kāi)放互聯(lián)設(shè)計(jì)為一套完整的解決方案。

釋義：SCADASCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及信號(hào)報(bào)警等。SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，其應(yīng)用已完全超出了基本數(shù)據(jù)監(jiān)視控制的范疇。一套完整的SCADA系統(tǒng)已不僅僅是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)收集、遠(yuǎn)程控制功能，而是被賦予了更豐富的內(nèi)涵。釋義：物聯(lián)網(wǎng)IOT物聯(lián)網(wǎng)IOT（InternetofThings）是通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的功能特征是全面感知信息、可靠傳遞信息和智能處理信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體實(shí)施智能化的控制與管理。4SCADA和IOT的系統(tǒng)特點(diǎn)1、SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集層

由RTU與一次儀表構(gòu)成，完成現(xiàn)場(chǎng)原始數(shù)據(jù)的采集與預(yù)處理。根據(jù)設(shè)計(jì)需求還可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以保證通訊中斷后數(shù)據(jù)的連續(xù)性；數(shù)據(jù)監(jiān)控層

在這層將利用各種軟件遠(yuǎn)程仿真現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警。該層可根據(jù)對(duì)應(yīng)的管理模式再分為分控中心、總控中心等，還可根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行大量歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)應(yīng)用層

在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)對(duì)已采集數(shù)據(jù)的分析、整理，并根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)多種形式的發(fā)布。業(yè)界很多公司分別在數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)監(jiān)控層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層都擁有極其穩(wěn)定的產(chǎn)品和豐富的系統(tǒng)集成經(jīng)驗(yàn)。0

10203通用SCADA系統(tǒng)3層2、IOT（物聯(lián)網(wǎng)）系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，依賴射頻自動(dòng)識(shí)別（RFID）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享。一是感知層，即物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官識(shí)別物體，采集信息；二是網(wǎng)絡(luò)層，即物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦信息傳遞和處理；三是應(yīng)用層，即物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)行業(yè)智能化。（IOT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖）5SCADA和IOT的共性SCADA和IOT的共性SCADA系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以及其它工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，都屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展趨勢(shì)分析，其將逐步取代部分SCADA系統(tǒng)。通過(guò)分析2類系統(tǒng)的架構(gòu)體系，二者具備如下一些共同特征：

1）體系結(jié)構(gòu)分層

兩類系統(tǒng)均具備清晰完整的層次結(jié)構(gòu)，便于設(shè)計(jì)者、使用者理解。SCADA系統(tǒng)的3層與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的3層都具備明確的定義及層間分界，但3層間功能上也有一些重疊。靠近現(xiàn)場(chǎng)的層由于采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，使得設(shè)備檔案及診斷信息更為豐富；中簡(jiǎn)層體現(xiàn)更多的是運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控、設(shè)備管理；而最上位的應(yīng)用層可以涉及數(shù)據(jù)深度應(yīng)用、設(shè)備維護(hù)計(jì)劃、備品備件管理、設(shè)備資產(chǎn)管理等。SCADA和IOT的共性

2）一次儀表數(shù)據(jù)采集

兩類系統(tǒng)都需要有現(xiàn)場(chǎng)原始數(shù)據(jù)的采集，其準(zhǔn)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(duì)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(jí)調(diào)節(jié)、比率調(diào)節(jié)、均勻調(diào)節(jié)、前饋調(diào)節(jié)、自動(dòng)選擇調(diào)節(jié)、分程調(diào)節(jié)、非線性調(diào)節(jié)等，實(shí)現(xiàn)功能仍以PID調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)，輔以一定的功能塊及控制算法。IOT中的常規(guī)控制得以擴(kuò)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(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)跟蹤、無(wú)擾切換等，多配方自動(dòng)改變參數(shù)或功能塊連接方式，使得自動(dòng)化應(yīng)用變得透明、簡(jiǎn)單。SCADA和IOT的共性3）對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)的依賴兩類系統(tǒng)均需要依賴網(wǎng)絡(luò)，而物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)則更加依賴無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)。由此可見(jiàn)，保證無(wú)線通訊是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的必要條件。無(wú)線通訊主要的特點(diǎn)是安裝便捷、應(yīng)用靈活、低成本、易于擴(kuò)展等，最主要是適用于多種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，包括802.11a、802.11b、最新混合標(biāo)準(zhǔn)802.11g。SCADA和IOT的共性4）數(shù)據(jù)處理應(yīng)用

原始數(shù)據(jù)采集后，兩類系統(tǒng)對(duì)所得的數(shù)據(jù)都進(jìn)行了綜合應(yīng)用處理。通過(guò)結(jié)構(gòu)可以看出，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)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(yíng)決策的重要依據(jù)，對(duì)于采購(gòu)管理、成本控制、提高經(jīng)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的參考價(jià)值，對(duì)于控制生產(chǎn)成本、擴(kuò)大利潤(rùn)，從而保證企業(yè)利潤(rùn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)的深度處理后，對(duì)指導(dǎo)全企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，具有十分重要的意義。6SCADA和IOT的區(qū)別SCADA和IOT的區(qū)別SCADA系統(tǒng)采集對(duì)采集儀表的特征、狀態(tài)關(guān)注少，而物聯(lián)網(wǎng)對(duì)所有的終端都必須采集。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，為了保證所涉及的終端信息互通，與外為的其他網(wǎng)絡(luò)會(huì)有大量的數(shù)據(jù)交換。而SCADA系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)對(duì)接的相對(duì)較少。SCADA系統(tǒng)更多的關(guān)注的是監(jiān)視功能，而對(duì)控制相對(duì)較弱。物聯(lián)網(wǎng)要求信息全網(wǎng)互通，但為了保證終端數(shù)據(jù)的平衡，需要根據(jù)實(shí)施數(shù)據(jù)進(jìn)行一些反控。7

SCADA系統(tǒng)與MES系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)與MES系統(tǒng)SCADA在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，處于PLC與MES之間，由于自動(dòng)化系統(tǒng)的整合需求越來(lái)越高，因此SCADA也出現(xiàn)往上與MES整合的趨勢(shì)，多數(shù)廠商都認(rèn)為SCADA的‘MES’化，將會(huì)是未來(lái)不可避免的趨勢(shì)。SCADA系統(tǒng)與MES系統(tǒng)不過(guò)比較SCADA與MES兩者系統(tǒng)，SCADA在資料擷取與監(jiān)控的強(qiáng)大效能，終究非MES所能全面取代，而就功能取向來(lái)看，MES最主要的作用仍在于管理，在自動(dòng)化平臺(tái)的資料流中，SCADA是屬于資料提供者，而MES是接受者，SCADA將從PLC所擷取到的資料，往上送給MES，MES再與其他資訊一起匯整，分析出資料意義，提供給管理者。SCADA系統(tǒng)與MES系統(tǒng)不管是SCADA或MES，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)都只是自動(dòng)化架構(gòu)的一部分，因此無(wú)從比較誰(shuí)比誰(shuí)重要，都是透過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化作業(yè)流程、合理配置與即時(shí)調(diào)度資源，達(dá)到降低制造成本、提升設(shè)備稼動(dòng)率。。SCADA系統(tǒng)與MES系統(tǒng)但這并不是說(shuō)建置了SCADA或MES，所有問(wèn)題就會(huì)解決，系統(tǒng)架構(gòu)完成后，企業(yè)就必須從SCADA系統(tǒng)運(yùn)作所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，來(lái)填補(bǔ)過(guò)去資訊不足所產(chǎn)生的疏漏提升效率。導(dǎo)入企業(yè)對(duì)SCADA常會(huì)有一種錯(cuò)誤的觀念，以為系統(tǒng)一架構(gòu)起來(lái)，就能解決所有問(wèn)題，其實(shí)SCADA多數(shù)只是產(chǎn)出相關(guān)數(shù)據(jù)，企業(yè)要做的是如何利用這些數(shù)據(jù)改進(jìn)以往疏失，進(jìn)而建構(gòu)未來(lái)愿景。SCADA與MES之間的層級(jí)關(guān)系ERPMESSCADA生產(chǎn)工業(yè)系統(tǒng)能源計(jì)量系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)劃制定，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)，工藝標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)報(bào)表，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)質(zhì)量分析，過(guò)程評(píng)估生產(chǎn)計(jì)劃，生產(chǎn)任務(wù)生產(chǎn)路徑，生產(chǎn)工藝任務(wù)狀態(tài)，批次跟蹤生產(chǎn)路徑，生產(chǎn)工藝控制參數(shù)，工藝參數(shù)設(shè)備參數(shù)，執(zhí)行參數(shù)控制參數(shù)，工藝參數(shù)設(shè)備參數(shù)，執(zhí)行參數(shù)數(shù)據(jù)交互業(yè)務(wù)信息發(fā)布數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)信息總結(jié)企業(yè)比較保險(xiǎn)的做法是選擇提供開(kāi)放軟件界面的模組化SCADA供應(yīng)商，在SCADA將MES軟件界面與PLC標(biāo)準(zhǔn)軟硬件界面采購(gòu)項(xiàng)目包含進(jìn)去，對(duì)界面的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程與技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程做出詳細(xì)的模擬與設(shè)計(jì)論證，讓SCADA能夠溝通制造企業(yè)的底層控制系統(tǒng)與計(jì)畫(huà)管理系統(tǒng)?？偨Y(jié)1SCADA與MES內(nèi)容不同、所能解決的問(wèn)題也不同，SCADA主要是以設(shè)備為主，透過(guò)資料擷取與監(jiān)控，來(lái)產(chǎn)生各種設(shè)備資料，提供給MES，MES是重視現(xiàn)正發(fā)