Com o rápido desenvolvimento da Indústria 4.0 e do fabrico inteligente, os sistemas SCADA tradicionais estão a enfrentar cada vez mais desafios. Para fazer face a estes desafios, IOTRouter desenvolveu profundamente uma estrutura de desenvolvimento baseada no Node-RED, a fim de fornecer uma solução de controlo industrial mais moderna e adaptada ao futuro. Neste artigo, discutiremos em pormenor a comparação entre a estrutura Node-RED e o software de configuração SCADA tradicional, e analisaremos as vantagens únicas de ambos em aplicações práticas.
1. Comparação da arquitetura do sistema
O sistema SCADA tradicional adopta geralmente uma arquitetura em camadas, que se divide em várias partes, como a camada de dispositivos de campo, a camada de aquisição de dados, a camada de processamento e monitorização de dados, a base de dados histórica e a camada de análise. A transmissão e o processamento de dados são efectuados através de protocolos de comunicação industrial entre as camadas. Esta arquitetura tem uma boa estabilidade em projectos industriais de grande escala. No entanto, devido à sua elevada dependência de hardware proprietário e software fechado, a escalabilidade e a flexibilidade são relativamente fracas.
O Node-RED, por outro lado, suporta uma vasta gama de fontes de dados e protocolos, como Modbus, OPC, MQTT, etc., através de uma arquitetura aberta. É capaz de integrar mais facilmente dispositivos IoT e tecnologias de comunicação modernas.
2. Comparação de funções
1）Aquisição e processamento de dados
Os sistemas SCADA dependem frequentemente de protocolos e hardware proprietários para a aquisição e processamento de dados. Embora estes métodos sejam excelentes em termos de estabilidade, não são suficientemente flexíveis.
A arquitetura de processamento de streaming do Node-RED permite que os dados sejam processados em tempo real. Os requisitos complexos de armazenamento e gestão de dados são evitados, o que é importante para uma resposta rápida às mudanças no sector industrial.
2 ) Interface do utilizador e visualização
Os sistemas SCADA fornecem interfaces de utilizador ricas em funcionalidades, mas o seu desenvolvimento e manutenção são dispendiosos e, normalmente, requerem personalização por parte de profissionais.
O Node-RED fornece ferramentas de visualização flexíveis e fáceis de utilizar através dos seus plug-ins de nós em conjunto com o software de configuração VISION. Os utilizadores podem criar painéis de monitorização e sistemas de alarme personalizados através de operações simples de arrastar e largar, e suportar a utilização contínua de vários dispositivos.
3) Integração e escalabilidade do sistema
Em termos de integração e escalabilidade do sistema, os sistemas SCADA tradicionais enfrentam frequentemente maiores desafios, especialmente quando se introduzem novos dispositivos ou protocolos.
O Node-RED, através da sua arquitetura aberta e das suas ricas bibliotecas de plug-ins de terceiros, pode facilmente integrar vários sistemas e serviços externos. Isto permite que o sistema se adapte rapidamente a novos cenários industriais.
3. comparação de desempenho
1) Tempo real e velocidade de resposta
Os sistemas SCADA tradicionais têm vantagens em tempo real, especialmente em cenários de controlo industrial exigentes, para garantir a aquisição e o processamento de dados em tempo real.
Embora o Node-RED seja executado em JavaScript, as suas caraterísticas de processamento leve e assíncrono tornam-no capaz de fornecer um bom desempenho em tempo real na maioria dos cenários de aplicação. Para cenários que exigem maior desempenho em tempo real, o Node-RED pode ser ainda mais optimizado combinando hardware dedicado e sistemas operativos em tempo real.
2) Capacidade de processamento de dados
Os sistemas SCADA tradicionais são normalmente executados em servidores de elevado desempenho com poderosas capacidades de processamento de dados.
A capacidade de processamento do Node-RED depende do seu ambiente de funcionamento. Ao processar dados em grande escala, o poder de processamento do Node-RED pode ser melhorado através de uma arquitetura distribuída ou combinado com uma plataforma de computação em nuvem para satisfazer as necessidades de aplicações industriais complexas.
4. Comparação do suporte multiplataforma
A capacidade multiplataforma dos sistemas SCADA tradicionais é fraca e, normalmente, só podem ser executados em sistemas operativos e plataformas de hardware específicos, como o Windows. Esta limitação exige frequentemente a utilização de tecnologia de virtualização ou um grande número de ajustamentos de compatibilidade quando são necessárias implementações multiplataformas ou operações em ambientes mistos, o que aumenta a complexidade do sistema e o custo de manutenção.
O Node-RED tem uma excelente compatibilidade entre plataformas graças ao seu design baseado em Node.js. Pode ser executado sem problemas em vários sistemas operativos e dispositivos, como o Windows, Linux, macOS, Raspberry Pi, etc. Não só simplifica muito o trabalho de desenvolvimento, operação e manutenção, como também melhora a flexibilidade e a adaptabilidade do sistema.
5. Comparação dos custos de desenvolvimento e manutenção
O desenvolvimento e a manutenção actualizada dos sistemas SCADA tradicionais implicam normalmente custos elevados. Devido ao seu ambiente de desenvolvimento complexo e à dependência de hardware e software proprietários. O desenvolvimento personalizado, a integração do sistema, a atualização e os custos de manutenção são elevados.
O Node-RED reduz significativamente os custos de desenvolvimento e manutenção devido à sua natureza de código aberto e design modular. O uso de bibliotecas de nós e plug-ins prontos para uso pode ser usado para construir sistemas rapidamente, e a interface gráfica de programação reduz a necessidade de habilidades especializadas. A conceção de arquitetura flexível e multiplataforma também reduz o investimento em hardware e os custos de manutenção.
Recomendação de produtos
O avanço da Indústria 4.0 exige que os sistemas de automação industrial se desenvolvam numa direção mais aberta, flexível e inteligente. Os sistemas SCADA tradicionais são difíceis de adaptar a esta tendência de desenvolvimento devido à sua natureza fechada e ao seu elevado custo. A Gateway de computação periférica EG8200pro com a estrutura Node-RED nasce neste contexto. Combina as tecnologias de ponta da IoT, a comunicação digital e o desenvolvimento de software moderno para fornecer uma solução mais orientada para o futuro para os sistemas de controlo industrial.
