数字化工厂的本质是实现信息的集成。那么回到最根本的问题就是怎样实现信息集成,通常的解决方案有:SCADA(数据采集与监视控制系统)、IOT(物联网)和MES(制造执行系统)。
SCADA系统
通用SCADA系统可分为3层。
第一层:数据采集层
由RTU与一次仪表构成,完成现场原始数据的采集与预处理。根据设计需求还可以实现现场的数据存储,以保证通讯中断后数据的连续性;
第二层:数据监控层
在这层将利用各种软件远程仿真现场,实现数据的实时监控、实时报警。该层可根据对应的管理模式再分为分控中心、总控中心等,还可根据设计需求进行大量历史数据的存储;
第三层:数据应用层
在应用层实现对已采集数据的分析、整理,并根据需要实现多种形式的发布。业界很多公司分别在数据采集层、数据监控层、数据应用层都拥有极其稳定的产品和丰富的系统集成经验。
SCADA和IOT的共性
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.11a、.11b、最新混合标准.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。
SCADA系统与MES系统
SCADA在工厂自动化系统中,处于PLC与MES之间,由于自动化系统的整合需求越来越高,因此SCADA也出现往上与MES整合的趋势,多数厂商都认为SCADA的‘MES’化,将会是未来不可避免的趋势。
不过比较SCADA与MES两者系统,SCADA在资料撷取与监控的强大效能,终究非MES所能全面取代,而就功能取向来看,MES最主要的作用仍在于管理,在自动化平台的资料流中,SCADA是属于资料提供者,而MES是接受者,SCADA将从PLC所撷取到的资料,往上送给MES,MES再与其他资讯一起汇整,分析出资料意义,提供给管理者。
不管是SCADA或MES,对企业来说都只是自动化架构的一部分,因此无从比较谁比谁重要,都是透过自动化系统优化作业流程、合理配置与即时调度资源,达到降低制造成本、提升设备稼动率。
但这并不是说建置了SCADA或MES,所有问题就会解决,系统架构完成后,企业就必须从SCADA系统运作所产生的数据,来填补过去资讯不足所产生的疏漏提升效率。导入企业对SCADA常会有一种错误的观念,以为系统一架构起来,就能解决所有问题,其实SCADA多数只是产出相关数据,企业要做的是如何利用这些数据改进以往疏失,进而建构未来愿景。
SCADA与MES内容不同、所能解决的问题也不同,SCADA主要是以设备为主,透过资料撷取与监控,来产生各种设备资料,提供给MES,MES是重视现正发生的现场生产情况,能够即时解决现在的生产资源瓶颈问题,就目标的区隔来看,SCADA着重的是设备,MES则是制程。
动脉智能—SCADA、MES、数字车间
转载请注明:http://www.0431gb208.com/sjszlfa/3362.html