Met de snelle ontwikkeling van Industrie 4.0 en slimme fabricage worden traditionele SCADA-systemen met steeds meer uitdagingen geconfronteerd. Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, IOTRouter heeft zelf een ontwikkelraamwerk ontwikkeld op basis van Node-RED om een modernere en toekomstgerichte oplossing voor industriële besturing te bieden. In dit artikel bespreken we in detail de vergelijking tussen het Node-RED framework en traditionele SCADA configuratiesoftware en analyseren we de unieke voordelen van beide in praktische toepassingen.
1. Vergelijking van systeemarchitectuur
Traditionele SCADA-systemen maken meestal gebruik van een gelaagde architectuur, die is onderverdeeld in verschillende delen, zoals de veldapparaatlaag, gegevensverwervingslaag, gegevensverwerkings- en bewakingslaag, historische database en analyselaag. De gegevensoverdracht en -verwerking worden uitgevoerd via industriële communicatieprotocollen tussen de lagen. Deze architectuur heeft een goede stabiliteit in grootschalige industriële projecten. Door de grote afhankelijkheid van bedrijfseigen hardware en gesloten software zijn schaalbaarheid en flexibiliteit echter relatief slecht.
Node-RED daarentegen ondersteunt een breed scala aan gegevensbronnen en protocollen, zoals Modbus, OPC, MQTT, enzovoort, via een open architectuur. Het is in staat om IoT-apparaten en moderne communicatietechnologieën eenvoudiger te integreren.
2. Functievergelijking
1） Gegevensverwerving en -verwerking
SCADA-systemen vertrouwen vaak op bedrijfseigen protocollen en hardware voor gegevensverwerving en -verwerking. Hoewel deze methoden uitblinken in stabiliteit, zijn ze niet flexibel genoeg.
Dankzij de streaming processing architectuur van Node-RED kunnen gegevens in real-time worden verwerkt. Complexe vereisten voor gegevensopslag en -beheer worden vermeden, wat belangrijk is om snel te kunnen reageren op veranderingen in de industrie.
2 ) Gebruikersinterface en visualisatie
SCADA-systemen bieden gebruikersinterfaces met veel mogelijkheden, maar ze zijn duur om te ontwikkelen en te onderhouden en vereisen meestal aanpassingen door professionals.
Node-RED biedt flexibele en gebruiksvriendelijke visualisatietools via de node plug-ins in combinatie met de configuratiesoftware VISION. Gebruikers kunnen aangepaste bewakingspanelen en alarmsystemen creëren via eenvoudige drag-and-drop-bewerkingen en ondersteunen het naadloze gebruik van meerdere apparaten.
3) Systeemintegratie en schaalbaarheid
Op het gebied van systeemintegratie en schaalbaarheid hebben traditionele SCADA-systemen vaak grotere uitdagingen, vooral bij de introductie van nieuwe apparaten of protocollen.
Node-RED kan dankzij de open architectuur en rijke plug-inbibliotheken van derden gemakkelijk verschillende externe systemen en diensten integreren. Hierdoor kan het systeem snel worden aangepast aan nieuwe industriële scenario's.
3.Prestatievergelijking
1) Realtime en reactiesnelheid
Traditionele SCADA-systemen hebben voordelen in real-time, vooral in veeleisende industriële besturingsscenario's, om real-time gegevensverwerving en -verwerking te garanderen.
Hoewel Node-RED draait op JavaScript, zorgen de lichtgewicht en asynchrone verwerkingseigenschappen ervoor dat het in de meeste toepassingsscenario's goede realtime prestaties kan leveren. Voor scenario's die hogere realtime prestaties vereisen, kan Node-RED verder worden geoptimaliseerd door speciale hardware en realtime besturingssystemen te combineren.
2) Gegevensverwerkingscapaciteit
Traditionele SCADA-systemen draaien meestal op krachtige servers met krachtige gegevensverwerkingsmogelijkheden.
De verwerkingskracht van Node-RED hangt af van de omgeving waarin het systeem draait. Bij het verwerken van grootschalige gegevens kan de verwerkingskracht van Node-RED worden vergroot door een gedistribueerde architectuur of door een combinatie met een cloud computing-platform om te voldoen aan de behoeften van complexe industriële toepassingen.
4. Vergelijking van cross-platform ondersteuning
De platformonafhankelijke mogelijkheden van traditionele SCADA-systemen zijn zwak en ze kunnen meestal alleen draaien op specifieke besturingssystemen en hardwareplatforms, zoals Windows. Deze beperking vereist vaak het gebruik van virtualisatietechnologie of een groot aantal compatibiliteitsaanpassingen wanneer multi-platform implementaties of gemengde omgevingen vereist zijn, wat de complexiteit van het systeem en de onderhoudskosten verhoogt.
Node-RED heeft een uitstekende cross-platform compatibiliteit dankzij het op Node.js gebaseerde ontwerp. Het kan naadloos draaien op meerdere besturingssystemen en apparaten, zoals Windows, Linux, macOS, Raspberry Pi, enzovoort. Het vereenvoudigt niet alleen de ontwikkeling en de bediening en het onderhoud enorm, maar verbetert ook de flexibiliteit en het aanpassingsvermogen van het systeem.
5. Vergelijking van ontwikkelings- en onderhoudskosten
De ontwikkeling en het updaten van traditionele SCADA-systemen brengt meestal hoge kosten met zich mee. Dit komt door de complexe ontwikkelomgeving en de afhankelijkheid van propriëtaire hardware en software. Aangepaste ontwikkeling, systeemintegratie, upgrade en onderhoudskosten zijn hoog.
Node-RED verlaagt de ontwikkel- en onderhoudskosten aanzienlijk dankzij het open source karakter en modulaire ontwerp. Het gebruik van kant-en-klare nodebibliotheken en plug-ins kan worden gebruikt om snel systemen te bouwen en de grafische programmeerinterface vermindert de behoefte aan gespecialiseerde vaardigheden. Het cross-platform en flexibele architectuurontwerp verlaagt ook de hardware-investerings- en onderhoudskosten.
Product Aanbeveling
De vooruitgang van Industrie 4.0 vereist dat industriële automatiseringssystemen zich in een meer open, flexibele en intelligente richting ontwikkelen. Traditionele SCADA-systemen zijn moeilijk aan te passen aan deze ontwikkelingstrend vanwege hun gesloten karakter en hoge kosten. De EG8200pro Edge Computing Gateway met Node-RED framework is tegen deze achtergrond ontstaan. Het combineert de allernieuwste technologieën van IoT, digitale communicatie en moderne softwareontwikkeling om een meer toekomstgerichte oplossing te bieden voor industriële besturingssystemen.
