什么是 SCADA 及其如何提高生产效率？

数据、性能监控和远程设备控制是制造业中讨论最多的问题。这些组件经常被提及为工业 4.0 和工业物联网 (IIoT) 的支柱。这是有充分理由的 - 随时随地进行监控、数据捕获和分析以及设备控制被认为是提高设施和设备生产力、性能和效率的高效方法。

然而，退后一步，我们可以认识到，数据分析、过程监控和集中设备控制并不是工业物联网带来的新技术。当今智能互​​联机器所支持的技术和通信无疑使这些实践更加有效和简化。事实上，它们多年来一直是制造业和工业的一部分——在某些方面，几十年——以 SCADA 的形式。

什么是 SCADA？

SCADA（监督控制和数据采集）一词讲述了 SCADA 系统的大部分功能，包括：

• 监控设备过程和性能
• 数据监控和收集
• 促进数据分析和存储
• 从任何地方远程控制设备、装置、组件和流程
• 检测到性能异常时发出警报
• 报告生成

SCADA 系统的这些方面可以通过以下形式为设施流程和生产力带来诸多好处：

• 对流程绩效的实时反馈
• 在性能或输出超出可接受参数时立即检测并发出警报
• SCADA 控制能够从任何地方关闭或修改流程，以响应性能变化
• 大量历史 SCADA 数据可用于与实时数据进行比较，从而创建一个随着时间的推移变得“更智能”和更有效的系统
• 由于更早地发现和补救问题，减少了产品错误和丢弃
• 提高生产力，最大限度地提高机器正常运行时间的有效性
• 通过使用数据和传感器实现维护优势 - 包括更准确的诊断、更高效的维护流程以及预测性维护的实现
• 以数据为依据的设备性能洞察，可促进更准确的校准、操作和决策

在用户方面，SCADA 系统围绕直观、用户友好的可视化界面设计，只需轻点几下或按几下按钮，即可一目了然地进行监控和操作。使用 SCADA 界面没有复杂的培训要求。这些流程可以在整个组织中实施。

SCADA 控制系统的优势现在应该更加明显。在下一节中，我们将介绍利用这项技术来减少停机时间、提高生产力、减少材料浪费和创建更高效​​流程的广泛行业。

谁在使用 SCADA？

SCADA 系统广泛应用于各行各业，进一步说明了该技术的实用性和有效性。重点行业包括但不限于：

• 食品和饮料制造和加工
• 制药和生物技术/生物技术
• 水和废水管理
• 暖通空调和商业建筑管理
• 能源管理
• 能源管道
• 分拣、处理和履行

每个行业应用的具体情况可能有所不同，但在每种情况下，SCADA 都有助于数据收集和分析、远程设备监控和控制以及更高效的流程。

在下一节中，我们将研究 SCADA 自其最早形式以来是如何演变的。

SCADA 系统的演变

从 1950 年代最早的先驱开始，SCADA 系统已经走过了漫长的道路，成为当今使用的互联、实时、用户友好的系统。下面，我们将看看 SCADA 的历史和演变——从大型计算机时代到今天的微型传感器和无线连接：

• 1950 年代：通过大型机进行监控： SCADA 的基础始于 1950 年代，当时工业设施开始扩大规模并寻求更高效和自动化的方法来控制众多设备。 SCADA 尚未投入使用，但 1950 年代通过手动和自动技术（如定时器和继电器）的组合实现远程监控，见证了这项技术的曙光。设施开始认识到远程设备控制的潜力，以最大限度地利用资源。
• 1960 年代：通过遥测提高准确性： 与此同时，遥测基本上使 NASA 的太空和月球任务成为可能，它也越来越广泛地用于工业监测过程。它向远程位置提供有关设备过程的准确、实时数据以进行监控。因此，监控人员能够更快地发现问题并采取补救措施，而无需在现场。
• 1970 年代：SCADA 的出现： 1970 年代首次使用 SCADA 技术，因为处理器和 PLC 等计算技术变得更小、更易于访问且成本更低。这实现了与制造设备的更大整合。这些进步提供了更好的监控洞察力，并可以随时随地更好地控制设备。
• 1980 年代：更好的连接性和更多的访问： 在这一点上，您可能会注意到 SCADA 技术在很大程度上与计算技术的扩展和演进同步运行。在 1980 年代，网络技术发展到监控和控制变得更加容易获得的地步。 SCADA 系统能够与其他系统联网并连接，例如库存、维护和订购系统。这极大地扩展了 SCADA 系统的实用性，因为它们可以与其他流程集成 - 提供更广泛的数据收集和分析优势。
• 1990 年代至 2000 年代：开源架构和增加的网络： 在互联网成为家喻户晓的几十年里，SCADA 系统的网络和连接性不断进步更重要的是，网络架构师开始意识到可以轻松相互“交谈”的系统的重要性，导致 SCADA 系统专为“开源”的用法。这些发展打破了设施中使用的各种系统之间的障碍，创造了更大的效率优势。
• 2010 年代、2020 年代及以后：无线连接、数据分析、全球访问等： 在最近的过去，SCADA 技术看到了许多与我们消费者相同的好处——例如，无线访问、传感器等越来越小的组件，以及通过全球连接实现真正的“随时随地”访问。随着收集到的数据量不断增加——其重要性得到广泛认可——这些数据遵循了开源趋势，不再局限于 SCADA 系统内的分析和存储。当今的数据可以通过强大的 SQL 系统进行存储、分析和处理。

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