Con il rapido sviluppo dell'Industria 4.0 e della produzione intelligente, i sistemi SCADA tradizionali si trovano ad affrontare sempre più sfide. Per far fronte a queste sfide, IOTRouter ha sviluppato autonomamente un framework di sviluppo basato su Node-RED, al fine di fornire una soluzione di controllo industriale più moderna e adatta al futuro. In questo articolo, discuteremo in dettaglio il confronto tra il framework Node-RED e il tradizionale software di configurazione SCADA, analizzando i vantaggi unici di entrambi nelle applicazioni pratiche.
1. Confronto dell'architettura del sistema
Il sistema SCADA tradizionale adotta solitamente un'architettura a strati, suddivisa in diverse parti, come il livello dei dispositivi di campo, il livello di acquisizione dei dati, il livello di elaborazione e monitoraggio dei dati, il livello di database storico e di analisi. La trasmissione e l'elaborazione dei dati avvengono tramite protocolli di comunicazione industriale tra i vari livelli. Questa architettura ha una buona stabilità nei progetti industriali su larga scala. Tuttavia, a causa della sua forte dipendenza da hardware proprietario e software chiuso, la scalabilità e la flessibilità sono relativamente scarse.
Node-RED, invece, supporta un'ampia gamma di fonti di dati e protocolli, come Modbus, OPC, MQTT e così via, attraverso un'architettura aperta. È in grado di integrare più facilmente i dispositivi IoT e le moderne tecnologie di comunicazione.
2. Confronto di funzioni
1）Acquisizione ed elaborazione dei dati
I sistemi SCADA si affidano spesso a protocolli e hardware proprietari per l'acquisizione e l'elaborazione dei dati. Sebbene questi metodi eccellano in termini di stabilità, non sono sufficientemente flessibili.
L'architettura di elaborazione in streaming di Node-RED consente di elaborare i dati in tempo reale. Si evitano requisiti complessi di archiviazione e gestione dei dati, il che è importante per rispondere rapidamente ai cambiamenti nel settore industriale.
2 ) Interfaccia utente e visualizzazione
I sistemi SCADA offrono interfacce utente ricche di funzionalità, ma sono costosi da sviluppare e mantenere e di solito richiedono la personalizzazione da parte di professionisti.
Node-RED offre strumenti di visualizzazione flessibili e facili da usare grazie ai suoi plug-in per nodi in combinazione con il software di configurazione VISION. Gli utenti possono creare pannelli di monitoraggio e sistemi di allarme personalizzati attraverso semplici operazioni di drag-and-drop e supportare l'uso continuo di più dispositivi.
3) Integrazione e scalabilità del sistema
In termini di integrazione e scalabilità del sistema, i sistemi SCADA tradizionali devono spesso affrontare sfide maggiori, soprattutto quando si introducono nuovi dispositivi o protocolli.
Node-RED, grazie alla sua architettura aperta e alle ricche librerie di plug-in di terze parti, può integrare facilmente diversi sistemi e servizi esterni. Ciò consente al sistema di adattarsi rapidamente a nuovi scenari industriali.
3.Confronto delle prestazioni
1) Tempo reale e velocità di risposta
I sistemi SCADA tradizionali presentano vantaggi in tempo reale, soprattutto negli scenari di controllo industriale più impegnativi, per garantire l'acquisizione e l'elaborazione dei dati in tempo reale.
Sebbene Node-RED venga eseguito su JavaScript, le sue caratteristiche di leggerezza e di elaborazione asincrona lo rendono in grado di fornire buone prestazioni in tempo reale nella maggior parte degli scenari applicativi. Per gli scenari che richiedono prestazioni in tempo reale più elevate, Node-RED può essere ulteriormente ottimizzato combinando hardware dedicato e sistemi operativi in tempo reale.
2) Capacità di elaborazione dei dati
I sistemi SCADA tradizionali vengono generalmente eseguiti su server ad alte prestazioni con potenti capacità di elaborazione dei dati.
La potenza di elaborazione di Node-RED dipende dall'ambiente di esecuzione. Quando si elaborano dati su larga scala, la potenza di elaborazione di Node-RED può essere potenziata da un'architettura distribuita o combinata con una piattaforma di cloud computing per soddisfare le esigenze di applicazioni industriali complesse.
4. Confronto del supporto multipiattaforma
La capacità multipiattaforma dei sistemi SCADA tradizionali è scarsa e di solito possono funzionare solo su sistemi operativi e piattaforme hardware specifici, come Windows. Questa limitazione richiede spesso l'uso di tecnologie di virtualizzazione o un gran numero di adeguamenti di compatibilità quando sono necessarie implementazioni multipiattaforma o operazioni in ambienti misti, il che aumenta la complessità del sistema e i costi di manutenzione.
Node-RED ha un'eccellente compatibilità multipiattaforma grazie al suo design basato su Node.js. Può essere eseguito senza problemi su diversi sistemi operativi e dispositivi come Windows, Linux, macOS, Raspberry Pi e così via. Questo non solo semplifica notevolmente il lavoro di sviluppo e di gestione e manutenzione, ma migliora anche la flessibilità e l'adattabilità del sistema.
5. Confronto dei costi di sviluppo e manutenzione
Lo sviluppo e l'aggiornamento dei sistemi SCADA tradizionali comportano solitamente costi elevati. A causa della complessità dell'ambiente di sviluppo e della dipendenza da hardware e software proprietari. I costi di sviluppo personalizzato, integrazione del sistema, aggiornamento e manutenzione sono elevati.
Node-RED riduce significativamente i costi di sviluppo e manutenzione grazie alla sua natura open source e al suo design modulare. L'uso di librerie di nodi e di plug-in già pronti può essere utilizzato per costruire rapidamente i sistemi, mentre l'interfaccia di programmazione grafica riduce la necessità di competenze specialistiche. L'architettura flessibile e multipiattaforma riduce inoltre i costi di investimento e manutenzione dell'hardware.
Raccomandazione sul prodotto
L'avanzamento dell'Industria 4.0 richiede che i sistemi di automazione industriale si sviluppino in una direzione più aperta, flessibile e intelligente. I sistemi SCADA tradizionali sono difficili da adattare a questa tendenza di sviluppo a causa della loro natura chiusa e del loro costo elevato. Il gateway di elaborazione Edge EG8200pro con il framework Node-RED nasce in questo contesto. Combina le tecnologie all'avanguardia dell'IoT, della comunicazione digitale e dello sviluppo software moderno per fornire una soluzione più lungimirante per i sistemi di controllo industriale.
