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物联网和 SCADA 系统,被迫共存和相互理解

    直到20世纪上半叶,工业组织主要依靠人为因素来控制和监控其过程。然而,随着运营日益复杂和工厂规模不断扩大,在1970年代,数字PLC(可编程逻辑控制器)和计算机作为向远程控制中心传输数据的接口而闻名。不久之后,由希腊语«metria»(测量)和«tele»(远程)组成的«telemetry»诞生了,随之而来的是一个控制系统SCADA:监督控制和数据采集系统。它被称为第三次工业革命,今天,没有一家工业公司在其运营中没有PLC或SCADA。
 
物联网
    今天,物联网(IoT)和人工智能(AI)见证了又一次伟大的技术飞跃,许多人敢于称之为第四次工业革命。
 
    范围远远超出“数据采集和监控”。它专注于对大量数据进行高级处理,从而实现更快、更高效的决策过程,并降低风险和容错率。但是,我们仍在巩固这场新革命的过程中,因为第三次工业革命的投资与第四次工业革命所需的投资之间的界限尚不明确。
 
    在本文中,我们给出了路线图的三个关键,任何不想被排除在第四次工业革命之外的公司都必须遵循这些关键。
 
    物联网平台作为SCADA的补充
 
    首先,房间里的大象:SCADA还没有准备好对大量数据进行高级处理。就像物联网平台没有为集中的实时过程监控和自动化做好准备一样。因此,有两种类型的技术被迫共存。
 
    SCADA的集中控制过程只能使用确保可靠性和快速响应查询的数据库来实现。通常,集中式数据库、结构化查询语言(SQL)和财务成本都与“变量数量”相关联。然而,这些架构对于处理大量分布式和不断变化的数据来说过于僵化。
 
    从这个意义上说,物联网平台依赖于分布式数据库、非结构化语言(NoSQL)和每个“使用资源”成本(CPU、内存)。物联网平台最适合创建需要高级AI查询的数学模型,但对于高度可靠的实时处理来说并不是最佳选择。
 
    当我们查看可视化和用户界面功能时,SCADA平台的目标是以一种使操作员能够简单轻松地控制过程而不会出错的方式对完整过程进行建模。因此,HMI(人机界面)图形生成框架是最佳选择。
 
    仪表板Web式可视化框架更适用于物联网平台,其目标是说明大量历史数据、交叉引用或未来趋势。很快就会有一个平台可以将传统SCADA的可靠性和速度与物联网平台的灵活性和可扩展性相结合,这似乎是不太可能的。两个系统必须共存和集成,因此正确的预算分配以及OT和IT部门的协调至关重要。
 
    物联网边缘节点作为PLC的补充
 
    与在“现场”资产附近的“控制室”发生的情况类似,也有一些系统必须补充现有系统。自动控制器或PLC是主要功能是将生产过程数字化和自动化的设备,它们的实时性要求比SCADA更加严格。毫秒错误可能意味着机械臂可能发生故障或变电站没有正确协调继电器,并且存在重大的全局系统故障。PLC的目标是专注于它的功能,编程来执行与生产过程相关的动作是不好的。
 
    因此,回到前面的例子,控制机械臂或变电站继电器的PLC正在检查其他需要的变量是没有意义的,例如,做出更多的全局决策,例如变电站的环境条件。植物或操作员的存在与否。此外,为了获得这些用于AI的额外数据,使用PLC是没有意义的,因为它们通常需要特定的编程专业知识。
 
    在不需要实时性,但以高效和可扩展的方式获取数据和处理数据的灵活性的情况下,物联网边缘节点是最佳选择。这些边缘节点是具有高级语言编程(即Python、C/C++或能够存储Docker容器)、多个输入和输出以及组合连接接口(例如,具有蜂窝连接的工业总线)的微型计算机.
 
    网络安全是安全的补充
 
    安全是指在可能导致伤害的事件中受到保护的状态。安全标准、风险管理或灾难响应计划是任何工业组织的日常安排,在许多情况下是由法规强制执行的。
 
    借助物联网和人工智能,我们进入了网络物理世界,在这个世界中,工业网络(或OT网络)变得越来越不孤立,越来越互联。因此,他们更容易受到外部和内部网络攻击,这不仅会影响员工的安全,还会影响公司运营的连续性。
 
    从这个意义上说,传统的风险管理和事件响应计划以及“安全”的认证必须得到网络安全领域对应方的补充。
 
    在这方面似乎可能成为事实上的标准的标准是信息安全管理的ISO27001和工业通信网络和系统IT安全的IEC62443。物联网平台和边缘节点等元素的引入和管理必须在上述良好实践和标准的保护下进行,以确保这一新技术路线图的未来。
 
    物联网、人工智能或边缘计算等新技术并没有取代SCADA或PLC,而是对它们进行补充。IT和OT之间产品、人员和流程的正确共存和整合,以及巨大的技术开放性,是那些想要跳上第四次工业革命的工业组织的回应。

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