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邊緣計算 or SCADA,你選誰?

2021年7月19日 來源:工控網  瀏覽 720 次 評論(0)
作為工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展的核心技術和重要支撐,邊緣計算技術/產品在各領域的應用日趨廣泛深入。
據 IDC 預測,2025 年全球物聯(lián)網連接數將增長 270 億個,物聯(lián)網設備數量將達到 1000 億臺,全球數據總量預計 2025 年將達到 163 個 ZB,而未來超過 70% 的數據和應用將在邊緣產生和處理。

在凱捷管理顧問公司調研的全球800多家工業(yè)制造企業(yè)中,也列出了在工業(yè)4.0時代會有很大價值的技術,其中就有邊緣計算。據Frost&Sullivan公司預測,到2022年,大約90%的工業(yè)企業(yè)將開始使用邊緣計算,而且只是開始。


01

邊緣計算


提到邊緣計算,也許你感到很晦澀,我們來了解一下什么是邊緣計算。


維基百科是這么定義的:

邊緣計算是將計算應用程序,數據和服務的前沿從集中式節(jié)點推向網絡的邏輯極端。在邊緣計算中,數據在數據收集源附近處理,因此不再需要將數據傳輸到云或本地數據進行處理和分析。


邊緣計算這個詞不是很好解釋,性的名詞經常容易把人繞迷糊,對此,華為曾經用了一個生動的例子——章魚。
作為接近“邊緣計算”的比喻,章魚的大腦作為中央節(jié)點,只處理約40%的信息,主要負責總體協(xié)同;剩余大部分信息則由章魚的觸手(相當于邊緣節(jié)點)獨立處理。
邊緣計算的結構和章魚很相似,它是一種分布式計算,得到信息后無需把大量數據上傳到遠端管理平臺,直接可以就近處理。

具體到我們熟悉的工業(yè)領域,工業(yè)中的邊緣計算是將云端的優(yōu)勢帶到了現場層。通過邊緣計算,能夠在工業(yè)的現場層實現數據的計算,從而進行預測性維護、質量等。


02

疑問來了


對于這一火熱的概念,也有人提出了疑問:邊緣計算是否與工廠制造中企業(yè)已經部署的設備/系統(tǒng),如SCADA系統(tǒng)的功能類似?已經建立好的SCADA系統(tǒng)和控制系統(tǒng)能夠很好滿足自己的需求,為什么還要考慮邊緣計算?

我們再來看下SCADA的定義:


SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng),即數據采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。

通過SCADA系統(tǒng),可實現生產數據實時采集、生產設備過程監(jiān)控、生產設備異常報警等。


經過多年的發(fā)展,SCADA的功能和架構都已經相當成熟。應用場景是中大型設備、線體、車間、全廠甚跨地域的企業(yè)。
SCADA的在于“數據采集和監(jiān)控”,對數據采集的速度、數據處理的能力和數據呈現的效果的要求很高。在設備側有一個RTU或者DTU之類的設備,能夠同時實現采集數據和向上位機傳輸數據。

雖然說功能的性上SCADA更強,但是如果現場網絡出現異常怎么辦?即使網絡沒問題,海量數據上傳是否需要占用大量帶寬?就算網絡超級快,又是否需要所有數據都上傳后再運算,再給現場下發(fā)指令?出現問題能否及時了解并解決?


03

各有優(yōu)勢,側重不同


對比來看,邊緣計算的用途是提供分析,SCADA系統(tǒng)在于數據采集和監(jiān)控,這是兩條不同的道路。工業(yè)邊緣的出現就是解決傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)不好處理、甚解決不了的問題。
例如,石油公司在某個地區(qū)分布著數百個石油鉆井平臺,而數據或云所在公司位于數百甚數千英里之外。每個石油鉆井平臺都必須擁有能夠持續(xù)監(jiān)控和分析關鍵參數的系統(tǒng),比如井壓指數水平,能夠識別何時存在超過臨界閾值的風險,從而讓工作人員立即采取措施緩解風險。如果讓這些數據返回數據,再進行分析并返回鉆井平臺進行*作,這樣做可能會造成不合理的風險。

如果數據能夠在接近產生數據的源頭進行處理,意味著邊緣計算和分析可能不把所有的數據向云端發(fā)送,而是將一些數據就地處理,諸如數據過濾、數據集成等。邊緣系統(tǒng)可自行決定哪些數據要發(fā)送,向什么地方發(fā)送和什么時候發(fā)送。這樣能夠幫助工作人員快速解決工業(yè)設施通常會遇到的問題。

傳統(tǒng)SCADA雖然能讓企業(yè)方便地監(jiān)控散布在各地的生產過程和設備儀表,然而隨著工業(yè)智能化落地場景的不斷增多,面對日趨增長的數字化和智能化互聯(lián)協(xié)作需求,傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)卻力有不逮。
中國工程院院士鄔賀銓曾在《從5G 2C到5G 2B》演講中分享:
在過程監(jiān)控與生產管理級,SCADA起著關鍵作用。SCADA 位于管理調度層,采集監(jiān)控現場級數據,接受事件驅動,提供人機接口,實現告警處理、報表輸出及可視化、動態(tài)模擬等。但本身和PLC協(xié)議開放性均不足,需針對性配置參數與應用程序才能實現PLC與SCADA通信。上位機的*作系統(tǒng)大都采用Windows,與底層不同,因此需與底層OT融合。
而邊緣計算可以將IT和OT的優(yōu)勢結合在一起,讓OT領域內的人員的在底層便可以使用自動化語言為上層的分析人員提供數據,而數據分析專家則可以在底層直接獲取相關數據之后進行數據分析,邊緣計算在其中起到的是橋梁的作用。

04

邊緣計算正流行 


毫無疑問,邊緣計算已成為未來發(fā)展的主要趨勢,越來越多的人開始選擇部署邊緣計算設備。在今年工信部印發(fā)的《工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021-2023年)》中也多次提及邊緣計算:

鼓勵裝備企業(yè)綜合運用5G、人工智能等新技術,打造自主作業(yè)、云端協(xié)同作業(yè)等智能化裝備。支持信息技術與自動化企業(yè)打造邊緣控制器、邊緣云與智能網關,推動邊緣計算與可編程邏輯控制器(PLC)、過程控制系統(tǒng)的融合,構建具備智能計算與實時優(yōu)化能力的邊緣工業(yè)控制系統(tǒng)。

總結說來,邊緣計算能夠比SCADA更加靠近設備,并對數據進行初步處理,在實時性和可靠性上能夠滿足工業(yè)要求,實現工業(yè)數據縱向集成,從而解決傳統(tǒng)不好解決的問題。兩者可謂各有優(yōu)勢,側重不盡相同,在選擇的時候還是需要根據自身應用場景考慮。

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