SCADA、物联网IOT和MES之间的联系与区别.docx

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1、SCADA、物联网IOT和MES之间的联系与区别一、智能工厂的时代背景1二、SCADA系统与物联网I0T22. 1SCADA 和 TOT 的释义32.2物联网系统42. 3SCADA 系统42. 4SCADA和物联网系统的共同特征52. 5SCADA 和 I0T 的区别6三、SCADA系统与MES系统6一、智能工厂的时代背景2018年12底，全国工业和信息化工作会议顺利召开，其中内容涉及到智能制造、信息消费、5G等领域。会议上提出：瞄准智能制造，打造两化融合升级版。大力推动工业互联网创新发展，继续开展试点示范和创新发展工程。深入实施智能制造工程，研制推广国家智能制造标准。这预示着工业智能时代的

2、到来！智能工厂、数字化工厂在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。智能工厂是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。从定义中可以得出一个结论，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）、I0T （物联网）和MES （制造执行系统）。Ilk互联网咨询/服务生产Mi划智能生产曾展好发智物流&T智能技术平台设若维保云智n能源云供应协同云制造服务云生加仁 1采集与控制11/01 创知技术服穷力缓计苜椎

3、架工业设备物联网两化触令甘度体系咨询州电制造能力评估及规划信惠安全与治理碧.献.工r内/外组网方索系坑集成垸一开发平台行亚大数ikV料智发励柝:训数强历蟠聚行业应用KiEZ3EC1$一移动PC数据陈服务器监控工作站报表工作站 打印机路由器通讯上位机调制解调器M! M!1#计配站 2#计配站N#计配站(SCADA系统的结构图)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。2. 1SCADA和IOT的释义信息化技术的进步必将推动自动化系统的革命。随着信息技术的发展,各个领域的应用也不断成熟，工业自动

4、化系统在总体架构、管理模式、应用技术、综合挖掘等方面均要发生重大变化，进一步向标准化、可扩展、开放化、低成本的总体目标前进。尤其物联网概念的推出，使得越来越多的企业将目标监控、数据应用、开放互联设计为一套完整的解决方案。物联网IOT (Internet of Things)是通过射频识别(RFID)等信息传感设备，按约定的协议，利用互联网进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的功能特征是全面感知信息、可靠传递信息和智能处理信息，以实现对物体实施智能化的控制与管理。SCADA (Supervisory Control And Data Acquisitio

5、n)系统是 由计算机与网络技术作为支撑，实现对现场数据采集、设备控制、数据测量、参数调节以及信号报警等。SCADA系统的应用已经非常成熟，其应用已完全超出了基本数据监视控制的范畴。一套完整的SCADA系统已不仅仅是实现简单的数据收集、远程控制功能，而是被赋予了更丰富的内涵SCADA和10T的系统特点2.2物联网系统物联网系统是利用计算机互联网平台，依赖射频自动识别（RFID）技术，实现终端节点的自动识别和信息的互联与共享。物联网可分为三层：一是感知层,即物联网的皮肤和五官识别物体，采集信息；二是网络层,即物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理；三是应用层,即物联网与行业专业技术的深度融合，与行业

6、需求结合，实现行业智能化。（10T系统结构图）IOT设备IOT设备IOT设备关务理网业处网入议配理外接佛适管网备据笆包内设数打解网据包包外散打储网备入议配理内设接协适管2. 3SCADA 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

7、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2. 4SCADA和物联网系统的共同特征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

8、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

9、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. 1 lg。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

10、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。2. 5SCADA和I0T的区别SCADA系统采集对采集仪表的特征、状态关注少，而物联网对所有的终端都必须采集。物联网是一个开放的系统，为了保证所涉及的终端信息互通，与外为的其他网络会有大量的数据交换。而SCADA系统是一个相对独立的系统，与其他系统对接的相对较少。SCADA系统更多的关注的是监视功能，而对控制相对较弱。物联网要求信息全网互通，但为了保证终端数据的平衡，需要根据实施数据进行一些反控。三、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

11、，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、

12、提升设备稼动率。但这并不是说建置了 SCADA或UES,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。能源计里系统基础设施系统生产工业系统控制参数,工艺参数设备参数按行参数控制参数.工艺参数设备参数拉彳:参数生产计划.生产任生产路程.生产工艺计划制定,产品设计工艺设计.工艺标准SCADA（SCADA与MES之间的层级关系）企业比较保险的做法是选择提供

13、开放软件界面的模组化SCADA供应商,在SCADA将MES软件界面与PLC标准软硬件界面采购项目包含进去，对界面的业务实现流程与技术实现过程做出详细的模拟与设计论证，让SCADA能够沟通制造企业的底层控制系统与计画管理系统。如果还是顾虑未来异系统之间的界面标准不一问题，企业还有另一个选择，亦即同时导入SCADA与MES,但为规避风险，可以分段实施，第阶段先从MES部分关联度紧密的核心模组，同时配合MES的需求，实施SCADA的部分功能模组，接下来在逐步架构、连结两者功能模组。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。