新一代SCADA系统已经出现

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2024-5-21

资讯评论

导读

INTRODUCTION

工程师们应该评估他们的监控和数据采集（SCADA）系统，了解有多少更智能化的系统能够帮助组织实现工业4.0目标。

文章信息

本文作者：Russelectric。由「控制工程中文版」原创首发。

大多数监控和数据采集（SCADA）系统的历史都可以追溯到几十年前。安装和掌握系统可能需要数年时间，而实施所需的改进和升级，则可能需要更多的时间。

然而，今天，企业逐渐意识到传统 SCADA 系统正变得笨拙、容易出问题，难以维护和支持。它们应该拥有更现代化、智能化的软件平台，能够处理在本地、边缘和云端的更多需求。近年来，SCADA 发生了根本性的变化，现在确实是工程师重新评估系统的好时机。

AI配图

老旧 SCADA 系统的使用环境与现在完全不同。它们的架构或设计根本无法应对最终用户目前所面临的挑战。此外，许多现有的老旧 SCADA 系统难以配置、维护和支持，并具有固有的局限性，例如，无法解决有意和无意的安全泄露问题；不能有效处理从运营技术（OT）领域到信息技术（IT）领域的通信；不支持云技术在数据存储和云端运行的应用提供创新；难于扩展到新的基于云的架构，这意味着无法配置为支持高度分布的系统或动态添加补充设备；无法支持开放标准，如可用于连接自动化设备的 OPC UA。

现代 SCADA 系统已经出现，并为制造商提供了诸多优势。在重新评估老旧的 SCADA 系统时，请考虑如下 4 个关键因素。

支持更多标准

随着市场的成熟，技术变得更稳定，标准将不断扩充。现代 SCADA 支持大多数最新标准，例如：

◉ 对 OPC UA 的支持。 虽然大多数 SCADA 支持 OPC 数据访问，但现代 SCADA 对 OPC 标准提供了更大的支持，包括历史数据访问、报警和事件等。

◉ MQTT 和 Sparkplug-B 协议。 作为物联网和智能工厂中广泛使用的两种协议，现代系统支持带有 Sparkplug-B 协议的 MQTT。此外，这样的系统还提供与许多其它设备和协议的连接，如 61850、660870、 Modbus、EtherNet/IP、BACnet 等。

◉ ISA 18.2 合理化和管理的报警标准。现代 SCADA 为其自身的报警提供 ISA 18.2 标准支持，并能够与其它产品一起生成报警，并通过 OPC A&E 连接数据库来获取这些报警。

◉ ISA/IEC 62443 网络安全标准。作为可视化的支持者，现代 SCADA 设计配置了内置的网络安全和访问管理，尤其是远程访问。

现代 SCADA 系统支持更多行业标准，特别是数据结构和信息建模，包括多供应商互操作性和设备独立性。最重要的是，当所有供应商都支持相同的设备标准时，不同供应商的设备可以互换。由于这些系统既有硬件设备又有软件，因此延长了使用寿命，还具有更强大的收集实时信息的功能，来评估性能和维护信息。

提供物联网基础

伴随着特定领域的技术进展，现代 SCADA 系统比老旧的原始系统更先进。现代 SCADA 系统提供的物联网基础要素包括：

◉ 兼容性。这些系统与现有控制系统相连，并支持 OPC UA 等标准以及云、虚拟化、移动和高级分析等新技术。

◉ 安全性。这些系统在体系结构中内置了安全性，并提供基于角色和用户的安全性、多因素身份验证（MFA）、操作系统安全性、网络安全性和补丁管理。

◉ 基础技术。这些系统具有软件升级和补丁支持、定期版本发布、与当前和未来操作系统的兼容，以及对以往操作系统的合理支持。许多 SCADA 系统现在提供 64 位版本。

◉ 稳定性。这些系统在本地和全球都有办事处，可以满足供应商长期的市场愿景。

面向集成商和最终用户的价值主张。这些系统具有可扩展性、灵活性和成本效益。当系统集成商能够以经济高效的方式安装和支持一个系统时，当一个应用中的工作可以在下一个应用中重复使用时，当他们能够培训运行人员处理日常管理和维护时，企业就找到了一个适合他们和最终用户的、高质量可靠的解决方案。

易于使用

一个先进的 SCADA 系统能让车间和现场的运行人员更容易、更快速、更高效地完成工作。

◉ 从运营人员的角度来看：现代 SCADA 系统更具自主性，能够支持功能强大的通知场景和事件管理工作。这些系统提供动态的可视化，从一个显示屏移动到另一个显示屏，从控制室显示器移动到可在整个过程中携带的移动显示屏。

◉ 从开发人员的角度来看：现代 SCADA 中的配置被最小化，并在很大程度上受益于创建一次就可重复使用的数据结构和模板。既可以远程执行配置变更和升级，也可以在 SCADA 运行时执行。符号库可以与数据结构结合，提供数百或数千个操作员界面，这些界面可以动态生成，也可以根据需要生成。

◉ 从管理角度来看：通过最大限度地提高可靠性和简化磁盘管理、安全管理和设备健康监测等常规任务，现代 SCADA 将管理置于最前沿和中心位置。此外，还会保留审核跟踪，以便进行更改管理和异常检测。

高级功能和垂直市场支持

◉ 高级功能。现代 SCADA 系统可以在地图上显示数据，并根据过滤标准自动创建对象或对象集的显示画面。这些系统还提供与其它关键业务系统的高级集成，如市场上领先供应商的订单系统和资产管理系统，并通过工具包支持定制集成。这些系统提供增强的用户功能、管理功能和审计跟踪等功能，以及与业务、工程、供应链、CPM/MES、工厂设备和自动化系统的集成。

◉ 可视化。现代 SCADA 系统由数据库和信息模型驱动，能够使用显示模板和标签结构，自动生成显示画面，从而引领创新可视化技术的发展。其中包括 Sankey 图表、3D 可视化、渐进细节、地理标记、工具提示和深入链接。此外，现代显示器响应迅速，可自动缩放和重新排列对象，还可以适应移动应用、平板电脑和 SCADA 显示屏。现代 SCADA 图形还支持渐进式显示和高性能图形方案。所有这些功能都会带来更高的操作性能、减少开发时间和配置错误。

◉ 现代历史数据库。现代 SCADA 与历史数据库相结合，支持各种数据源和手动源，如 Excel 电子表格、USB 或闪存芯片。现代历史数据库允许关键数据的存档和检索，尤其是使用新的工业 4.0 功能。现代历史数据库是一个内置的高性能存储库，通过无缝解决方案提供物联网创新，实现从 OT 到 IT 领域的互操作性。

◉ 垂直市场支持。现代 SCADA 系统提供垂直市场支持，如建筑管理、能源管理功能、现场工人解决方案和远程用户管理，无需定制。这些先进系统还为行业趋势提供特定功能，如碳监测和可持续性、停机监测、能源分析和其它常见 KPI。

当今的 SCADA 系统可以采集更多的智能数据，系统维护也有了显著的改进。这些新系统还支持最终用户做出最佳选择，而不是与现有的专有系统绑定，并具有远程操作和监控的能力。

很少有供应商在设计其原始 SCADA 系统时就做出所有正确的架构和技术选择，从而导致了各种各样的解决方案。现在，技术和标准已经迅速发展，出现了一些具有先进功能的 SCADA 解决方案。在选择现代 SCADA 系统时，要知道市场上有很多差异化的解决方案，它们并不完全一样。评估到底是什么为 SCADA 解决方案提供了真正的动力，始终是物有所值的。

关键概念：

■ 现代 SCADA 系统支持更多行业标准，特别是数据结构和信息建模。

■ 当今的 SCADA 系统可以采集更多的智能数据，系统维护也有了显著的改进。

思考一下：

您所在的企业在考虑升级 SCADA 系统时，最看重哪些性能？

THE END