SCADA、IOT与MES的联系与区别：智能制造中的关键技术与应用

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大家好，我是智造之家的账号主小智~

根据ISA-95的五层架构，我们分享了从PLC、SCADA、MES/MOM到PLM、E​​RP、IIOT等方向的多篇文章。今天我们就来讨论一下SCADA、IOT和MES之间的联系和区别。和大家讨论一下~

SCADA系统与物联网IOT

物联网是工业自动化的必然趋势，它将最大限度地发挥工业自动化的分布式、开放性、信息化、规模化等特点。物联网的分布式结构保证了每个智能终端能够独立运行，交换信息的同时也分散了系统风险；开放性特点是网络本身具有多种标准接口，方便新的终端节点无缝接入；信息化 使系统信息能够及时对采集到的数据进行综合处理，借助网络技术实现大闭环；扩展就是降低终端节点的接入成本、采购成本、使用成本，在综合成本最优的前提下完成大规模应用。

（SCADA系统结构图）

由于物联网是一个完全开放的网络，涉及行业机密或国家安全的SCADA系统将保持现状。因此，物联网取代部分SCADA系统是必然趋势。

SCADA和物联网的定义

信息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，各领域的应用不断成熟。工业自动化系统将在整体架构、管理模式、应用技术、综合挖掘等方面发生重大变化，并进一步走向标准化、可扩展、开放、低成本。总体目标取得进展。尤其是物联网概念的引入，促使越来越多的企业将目标监测、数据应用、开放互联设计成一整套解决方案。

物联网（Internet of Things，IOT）是利用射频识别（RFID）等信息传感设备，利用互联网按照约定的协议交换和通信信息，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一类信息传感设备。网络。物联网的功能特点是全面感知信息、可靠传输信息、智能处理信息，实现对物体的智能控制和管理。

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统以计算机和网络技术为支撑，实现现场数据采集、设备控制、数据测量、参数调整和信号报警。 SCADA系统的应用已经非常成熟，其应用已经完全超出了基础数据监测和控制的范围。一个完整的SCADA系统不再仅仅是简单的数据采集和远程控制功能，而是被赋予了更丰富的内涵。

SCADA和IOT系统特点

物联网系统

物联网系统采用计算机互联网平台，依靠射频自动识别（RFID）技术，实现终端节点的自动识别和信息的互联共享。

物联网可以分为三层：

第一是感知层，即物联网的皮肤、面部特征识别物体并收集信息；

第二是网络层，是物联网的神经中枢和大脑信息传输和处理；

第三是应用层，是物联网与行业专业知识深度融合，结合行业需求，实现行业智能化。

（物联网系统结构图）

监控与数据采集系统

一般的SCADA系统可以分为3层。

第一层：数据采集层

它由RTU和一次仪表组成，完成现场原始数据的采集和预处理。还可根据设计要求实现现场数据存储，保证通信中断后数据的连续性；

第二层：数据监控层

在这一层，会利用各种软件远程模拟场景，实现数据的实时监控和实时报警。该层根据相应的管理模式又可分为分控中心、主控中心等。还可根据设计要求存储大量历史数据；

第三层：数据应用层

在应用层，对采集到的数据进行分析和整理，并根据需要实现多种形式的发布。业内不少公司在数据采集层、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 之间的共同点

SCADA系统、物联网系统等工业自动化系统都是计算机网络技术发展的产物。根据物联网快速发展趋势分析，它将逐步取代部分SCADA系统。通过分析两类系统的架构，我们发现它们具有以下共同特点：

1）架构分层

两种类型的系统都具有清晰完整的层次结构，易于设计者和用户理解。 SCADA系统的三层和物联网系统的三层都有明确的定义和层界线，但三层之间也存在一定的功能重叠。靠近现场的层采用现场总线技术，使设备档案和诊断信息更加丰富；中、简层更多体现运行数据监控和设备管理；顶层应用层可以涉及深入的数据应用和设备维护计划。 、备品备件管理、设备资产管理等

2）一台仪器数据采集

这两类系统都需要采集现场原始数据，其准确性和数据可用性完全取决于主表的数据采集。在物联网中，控制功能更加突出。 SCADA系统中，常规控制策略主要有单环控制、串级调节、比例调节、均匀调节、前馈调节、自动选择调节、分程调节、非线性调节等，功能仍以PID调节为主。 ，辅以某些功能块和控制算法。物联网中的常规控制可以扩展和使用。每个功能块可以有多个串联、并联、选择性连接、自动补偿、自动跟踪、无干扰切换等，多个配方可以自动改变参数或功能块连接方式，使自动化应用变得透明、简单。

3）对通信网络的依赖

两种类型的系统都依赖于网络，而物联网系统更多地依赖于无线通信网络。可见，保证无线通信是实现物联网的必要条件。无线通信的主要特点是安装方便、应用灵活、成本低廉、易于扩展。最重要的是它适用于多种协议标准，包括802.11a、802.11b以及最新的混合标准802.11g。

4）数据处理应用

两类系统在采集到原始数据后，都会对获得的数据进行综合应用处理。从结构上可以看出，物联网系统对数据的处理更加深入。公司海量的生产数据是经营决策的重要依据。对于采购管理、成本控制、提高运营经济效益具有重要的参考价值。也有利于控制生产成本、扩大利润，从而保证企业利润目标的实现。可见，数据经过深度处理后，对于指导整个企业的生产经营具有重要意义。

SCADA和物联网的区别

SCADA系统采集不太关注采集仪表的特性和状态，而物联网则必须采集所有终端。物联网是一个开放系统。为了保证所涉及的终端信息的互操作性，会与其他外部网络交换大量的数据。 SCADA系统是一个相对独立的系统，与其他系统的联系相对较少。 SCADA系统更注重监控功能，控制功能相对较弱。物联网要求全网信息互通，但为了保证终端数据的平衡，需要根据实现数据进行一些反控制。

SCADA系统和MES系统

SCADA位于工厂自动化系统中PLC和MES之间。由于自动化系统集成的需求不断增加，SCADA也呈现出与MES集成的趋势。大多数制造商认为SCADA的“MES”将是未来的必然趋势。

但对比SCADA和MES系统，SCADA在数据采集和监控方面的强大性能是MES无法完全替代的。从功能定位来看，MES的主要作用仍然是自动化平台上数据流的管理。其中SCADA属于数据提供方，MES属于接收方。 SCADA将从PLC捕获的数据发送到MES。然后MES将其与其他信息整合，分析数据的含义并将其提供给管理者。 。

无论是SCADA还是MES，它们都只是企业自动化架构的一部分。因此，没有办法比较谁比谁更重要。他们都利用自动化系统来优化工作流程，合理配置和实时调度资源，以降低制造成本和改进设备。使用率。

但这并不意味着建立SCADA或MES后所有问题都会得到解决。系统架构完成后，企业必须利用SCADA系统运行产生的数据来填补过去因信息不足而造成的遗漏，提高效率。进口企业往往对SCADA有一个误解，认为系统建好了，一切问题都可以解决。事实上，大多数 SCADA 只产生相关数据。企业需要做的是如何利用这些数据来改进过去的错误，进而构建未来的愿景。

（SCADA与MES的层级关系）

对于企业来说，更安全的方法是选择提供开放软件接口的模块化SCADA供应商。 SCADA中包含了MES软件接口和PLC标准软硬件接口采购项目，详细制定了​​接口的业务实现流程和技术实现流程。仿真和设计演示使SCADA能够与制造企业的底层控制系统和计划管理系统进行通信。

如果未来还担心不同系统之间的接口标准不同，公司还有另一个选择，就是同时导入SCADA和MES。但为了规避风险，可以分阶段实施。第一阶段，MES部分会紧密相关。同时实现SCADA核心模块以满足MES的需求，实现SCADA的部分功能模块。接下来，逐步构建和连接两个功能模块。

SCADA和MES有不同的内容，可以解决不同的问题。 SCADA主要是基于设备的。通过数据采集和监控，生成各种设备数据并提供给MES。 MES 专注于当前正在进行的现场生产。情况下，它可以立即解决当前的生产资源瓶颈问题。从目标细分来看，SCADA侧重于设备，MES侧重于过程。