SCADA系统如何过渡物联网-第2页-北极星电力软件网

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4、共同特点

SCADA系统、物联网系统以及其它工业自动化系统，都属于计算机网络技术发展的产物。根据物联网迅猛发展趋势分析，其将逐步取代部分SCADA系统。通过分析2类系统的架构体系，二者具备如下一些共同的特征：

1）体系结构分层。两类系统均具备清晰完整的层次结构，便于设计者、使用者理解。SCADA系统的3层与物联网系统的3层都具备明确的定义及层间分界，但3层间功能上也有一些重叠。靠近现场的层由于采用现场总线技术，使得设备档案及诊断信息更为丰富；中简层体现更多的是运行数据监控、设备管理；而最上位的应用层可以涉及数据深度应用、设备维护计划、备品备件管理、设备资产管理等。

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。

5）加强反控功能的稳定性。SCADA系统更多的关注的监视功能，而相对控制较弱。物联网系统要求全网信息互通，但为保证全网的终端监测数据平衡，需要根据实时数据进行一些反控。在现在控制理论的推动下，各种智能化算法应运而生。除业界熟知的PID控制，多变量预测已完成生产实践阶段。物联网是一个强大数据的集合，并且数据是动态更新的。所以，适当采用多变量预测控制与PID串级控制相结合的方案，可以非常有效地实现反控功能的稳定性。

物联网技术的普及是不可阻挡的。其改变的不仅是生产过程的优化，还将是管理模式的重大转变。物联网充分结合先进的工艺装备技术、现代管理技术、以先进控制与优化技术为代表的信息技术，为工业自动化提供整体解决方案，以实现企业的优化运行、优化控制与优化管理，从而成为提高企业竞争力的核心高技术。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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