為什么要升級(jí) SCADA 系統(tǒng)？——新一代SCADA系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)！
發(fā)布時(shí)間：2023-01-31 來源：控制工程網(wǎng)
圖片來源 ：Russelectric
工程師們應(yīng)該評(píng)估他們的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)，了解有多少更智能化的系統(tǒng)能夠幫助組織實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0目標(biāo)。
大多數(shù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)的歷史都可以追溯到幾十年前。安裝和掌握系統(tǒng)可能需要數(shù)年時(shí)間，而實(shí)施所需的改進(jìn)和升級(jí)，則可能需要更多的時(shí)間。
然而，今天，企業(yè)逐漸意識(shí)到傳統(tǒng) SCADA 系統(tǒng)正變得笨拙、容易出問題，難以維護(hù)和支持。它們應(yīng)該擁有更現(xiàn)代化、智能化的軟件平臺(tái)，能夠處理在本地、邊緣和云端的更多需求。近年來，SCADA 發(fā)生了 根本性的變化，現(xiàn)在確實(shí)是工程師重新評(píng)估系統(tǒng)的好時(shí)機(jī)。
老舊 SCADA 系統(tǒng)的使用環(huán)境與現(xiàn)在完全不同。它們的架構(gòu)或設(shè)計(jì)根本無法應(yīng)對(duì)最終用戶目前所面臨的挑戰(zhàn)。此外，許多現(xiàn)有的老舊 SCADA 系統(tǒng)難以配置、維護(hù)和支持，并具有固有的局限性，例如，無法解決有意和無意的安全泄露問題；不能有效處理從運(yùn)營技術(shù)（OT）領(lǐng)域到信息技術(shù)（IT）領(lǐng)域的通信；不支持云技術(shù)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和云端運(yùn)行 的應(yīng)用提供創(chuàng)新；難于擴(kuò)展到新的基于云的架構(gòu)，這意味著無法配置為支持高度分布的系統(tǒng)或動(dòng)態(tài)添加補(bǔ)充設(shè)備；無法支持開放標(biāo)準(zhǔn)，如可用于連接自動(dòng)化設(shè)備的 OPC UA。
現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)，并為制造商提供了諸多優(yōu)勢(shì)。在重新評(píng)估老舊的 SCADA 系統(tǒng)時(shí)，請(qǐng)考慮如下 4 個(gè)關(guān)鍵因素。
1 支持更多標(biāo)準(zhǔn)
隨著市場(chǎng)的成熟，技術(shù)變得更穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)將不斷擴(kuò)充。現(xiàn)代 SCADA 支持大多數(shù)最新標(biāo)準(zhǔn)，例如 ：
對(duì) OPC UA 的支持。 雖然大多數(shù) SCADA 支持 OPC 數(shù)據(jù)訪問，但 現(xiàn) 代 SCADA 對(duì) OPC 標(biāo)準(zhǔn)提供了更大的支持，包括歷史數(shù)據(jù)訪問、報(bào)警和事件等。
MQTT 和 Sparkplug-B 協(xié)議。 作為 物聯(lián)網(wǎng)和智能工廠中廣泛使用的兩種協(xié)議，現(xiàn)代系統(tǒng)支持帶有 Sparkplug-B 協(xié)議的 MQTT。此外，這樣的系統(tǒng)還提供與許多其它設(shè)備和協(xié)議的連接，如 61850、660870、 Modbos、EtherNet/IP、BACnet 等。
ISA 18.2 合理化和管理的報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)代 SCADA 為其自身的報(bào)警提供 ISA 18.2 標(biāo)準(zhǔn)支持，并能夠與其它產(chǎn)品一起生成報(bào)警，并通過 OPC A&E 連接數(shù)據(jù)庫來獲取這些報(bào)警。
ISA/IEC 62443 網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)。作為可視化的支持者，現(xiàn)代 SCADA 設(shè)計(jì)配置了內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)安全和訪問管理，尤其是遠(yuǎn)程訪問。
現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)支持更多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，特別是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和信息建模，包括多供應(yīng)商 互操作性和設(shè)備獨(dú)立性。最重要的是，當(dāng)所有供應(yīng)商都支持相同的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不同供應(yīng)商的設(shè)備可以互換。由于這些系統(tǒng)既有硬件設(shè)備又有軟件，因此延長了使用壽命，還具有更強(qiáng)大的收集實(shí)時(shí)信息的功能，來評(píng)估性能和維護(hù)信息。
2 提供物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)
伴隨著特定領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展， 現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)比老舊的原始系統(tǒng)更先進(jìn)。現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)提供的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)要素包括 ：
兼容性。這些系統(tǒng)與現(xiàn)有控制系統(tǒng)相連，并支持 OPC UA 等標(biāo)準(zhǔn)以及云、虛擬化、移動(dòng)和高級(jí)分析等新技術(shù)。
安全性。這些系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)中內(nèi)置了安全性，并提供基于角色和用戶的安全性、多因素身份驗(yàn)證（MFA）、操作系統(tǒng)安全性、網(wǎng)絡(luò)安全性和補(bǔ)丁管理。
基礎(chǔ)技術(shù)。這些系統(tǒng)具有軟件升級(jí)和補(bǔ)丁支持、定期版本發(fā)布、與當(dāng)前和未來操作系統(tǒng)的兼容，以及對(duì)以往操作系統(tǒng)的合理支持。許多 SCADA 系統(tǒng)現(xiàn)在提供 64 位版本。
穩(wěn)定性。這些系統(tǒng)在本地和全球都有辦事處，可以滿足供應(yīng)商長期的市場(chǎng)愿景。
面向集成商和最終用戶的價(jià)值主張。這些系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性、靈活性和成本效益。當(dāng)系統(tǒng)集成商能夠以經(jīng)濟(jì)高效的方式安裝和支持一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)一個(gè)應(yīng)用中的工作可以在下一個(gè)應(yīng)用中重復(fù)使用時(shí)，當(dāng)他們能夠培訓(xùn)運(yùn)行人員處理日常管理和維護(hù)時(shí)，企業(yè)就 找到了一個(gè)適合他們和最終用戶的、高質(zhì)量可靠的解決方案。
3 易于使用
一個(gè)先進(jìn)的 SCADA 系統(tǒng)能讓車間和現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行人員更容易、更快速、更高效地完成工作。
從運(yùn)營人員的角度來看：現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)更具自主性，能夠支持功能強(qiáng)大的通知場(chǎng)景和事件管理工作。這些系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)的可視化，從一個(gè)顯示屏移動(dòng)到另一個(gè)顯示屏，從控制室顯示器移動(dòng)到可在整個(gè)過程中攜帶的移動(dòng)顯示屏。
從開發(fā)人員的角度來看：現(xiàn)代 SCADA 中的配置被最小化，并在很大程度上受益于創(chuàng)建一次就可重復(fù)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和模板。既可以遠(yuǎn)程執(zhí)行配置變更和升級(jí)，也可以在 SCADA 運(yùn)行時(shí)執(zhí)行。符號(hào)庫可以與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)合，提供數(shù)百或數(shù)千個(gè)操作員界面，這些界面可以動(dòng)態(tài)生成，也可以根據(jù)需要生成。
從管理角度來看：通過最大限度地提高可靠性和簡(jiǎn)化磁盤管理、安全管理和設(shè)備健康監(jiān)測(cè)等常規(guī)任務(wù)，現(xiàn)代 SCADA 將管理置于最前沿和中心位置。此外，還會(huì)保留審核跟蹤，以便進(jìn)行更改管理和異常檢測(cè)。
4 高級(jí)功能和垂直市場(chǎng)支持
高級(jí)功能。現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)可以在地圖上顯示數(shù)據(jù)，并根據(jù)過濾標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)創(chuàng)建對(duì)象或?qū)ο蠹娘@示畫面。這些系統(tǒng)還提供與其它關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高級(jí)集成，如市場(chǎng)上領(lǐng)先供應(yīng)商的訂單系統(tǒng)和資產(chǎn)管理系統(tǒng)，并通過工具包支持定制集成。這些系統(tǒng)提供增強(qiáng) 的用戶功能、管理功能和審計(jì)跟蹤等功能，以及與業(yè)務(wù)、工程、供應(yīng)鏈、CPM/MES、工 廠設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的集成。
可視化。現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫和信息模型驅(qū)動(dòng)，能夠使用顯示模板和標(biāo)簽結(jié)構(gòu)，自動(dòng)生成顯示畫面，從而引領(lǐng)創(chuàng)新可視化技術(shù)的發(fā)展。其中包括 Sankey 圖表、3D 可視化、漸進(jìn)細(xì)節(jié)、地理標(biāo)記、工具提示和深入鏈接。此外，現(xiàn)代顯示器響應(yīng)迅速，可 自動(dòng)縮放和重新排列對(duì)象，還可以適應(yīng)移動(dòng)應(yīng)用、平板電腦和 SCADA 顯示屏。現(xiàn)代 SCADA 圖形還支持漸進(jìn)式顯示和高性能圖形方案。所有這些功能都會(huì)帶來更高的操作性能、減少開發(fā)時(shí)間和配置錯(cuò)誤。
現(xiàn)代歷史數(shù)據(jù)庫。現(xiàn)代 SCADA 與歷史數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，支持各種數(shù)據(jù)源和手動(dòng)源，如 Excel 電子表格、USB 或閃存芯片。現(xiàn)代歷史數(shù)據(jù)庫允許關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存檔和檢索，尤其是使用新的工業(yè) 4.0 功能。現(xiàn)代歷史數(shù)據(jù)庫是一個(gè)內(nèi)置的高性能存儲(chǔ)庫，通過無縫解 決方案提供物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)從 OT 到 IT 領(lǐng)域的互操作性。
垂直市場(chǎng)支持。現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)提供垂直市場(chǎng)支持，如建筑管理、能源管理功能、現(xiàn)場(chǎng)工人解決方案和遠(yuǎn)程用戶管理，無需定制。這些先進(jìn)系統(tǒng)還為行業(yè)趨勢(shì)提供特定功能，如碳監(jiān)測(cè)和可持續(xù)性、停機(jī)監(jiān)測(cè)、能源分析和其它常見 KPI。
當(dāng)今的 SCADA 系統(tǒng)可以采集更多的智能數(shù)據(jù)，系統(tǒng)維護(hù)也有了顯著的改進(jìn)。這些新系統(tǒng)還支持最終用戶做出最佳選擇，而不是與現(xiàn)有的專有系統(tǒng)綁定，并具有遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控的能力。
很少有供應(yīng)商在設(shè)計(jì)其原始 SCADA 系統(tǒng)時(shí)就做出所有正確的架構(gòu)和技術(shù)選擇，從而導(dǎo)致了各種各樣的解決方案。現(xiàn)在，技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)迅速發(fā)展，出現(xiàn)了一些具有先進(jìn)功能的 SCADA 解決方案。在選擇現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)時(shí)，要知道市場(chǎng)上有很多差異化的解決方案，它們并不完全一樣。評(píng)估到底是什么為 SCADA 解決方案提供了真正的動(dòng)力，始終是物有所值的。（作者：Russelectric）
關(guān)鍵概念：
■ 現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)支持更多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，特別是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和信息建模。
■ 當(dāng)今的 SCADA 系統(tǒng)可以采集更多的智能數(shù)據(jù)，系統(tǒng)維護(hù)也有了顯著的改進(jìn)。
思考一下：
您所在的企業(yè)在考慮升級(jí) SCADA 系統(tǒng)時(shí)，最看重哪些性能？