新SCADA 系統：集成邊緣計算(suàn)、MQTT 和(hé)雲平台

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　　使系統更易于滿足合規要求的(de)同時(shí)，還(hái)可(kě)以獲得(de)其它好處，對(duì)制造商來(lái)說，這(zhè)是一個(gè)真正的(de)雙赢。隻要問問Roeslein 可(kě)再生能源公司（RAE）就明(míng)白了(le)，該公司投入了(le)一套新的(de)監控和(hé)數據采集系統（SCADA），除了(le)合規性， 還(hái)在很多(duō)其它領域獲得(de)了(le)改進。

　　總部位于美(měi)國聖路易斯的(de)可(kě)再生能源公司RAE， 擁有運營和(hé)開發沼氣洗滌設施， 可(kě)将農業和(hé)工業生物(wù)廢物(wù)轉化(huà)爲可(kě)再生天然氣和(hé)可(kě)持續的(de)副産品。系統集成商Roeslein&Associates（同屬RAE 集團）爲其升級了(le)新的(de)SCADA 系統，并使用(yòng)了(le)幾種現代技術，包括雲服務平台、SCADA 平台、邊緣計算(suàn)和(hé)消息隊列遙測傳輸（MQTT）功能。

　　新系統可(kě)以從不同位置可(kě)靠地收集數據，将其存儲在同一個(gè)地方，提供給用(yòng)戶訪問。該系統幫助RAE 公司滿足政府的(de)合規性要求，也(yě)可(kě)以幫助其它公司滿足這(zhè)些要求。安全網絡可(kě)以支持增加更多(duō)的(de)公司，每個(gè)公司隻能訪問它們自己的(de)數據。該系統提供了(le)一種簡化(huà)的(de)方式來(lái)可(kě)視化(huà)數據、評估運營狀态，并生成必要的(de)月(yuè)度報告，以确保合規性。

　　該系統提供了(le)單一的(de)事實來(lái)源，并簡化(huà)了(le)數據提交過程。RAE 公司每天還(hái)使用(yòng)這(zhè)個(gè)新平台來(lái)管理(lǐ)和(hé)優化(huà)生産，并能持續添加新的(de)功能。

　　檢查所有閥門，确認是否有某個(gè)閥門開裂或洩漏。

　　集成SCADA、雲和(hé)邊緣技術

　　“連接所有部件并不困難。”負責該項目實施的(de)系統工程師Mitchell Leefers 表示， 使用(yòng)Amazon 雲服務資源通(tōng)常需要一段學習(xí)曲線，但通(tōng)過邊緣技術和(hé)MQTT，一切都可(kě)以完美(měi)地連接在一起。

　　該項目涉及兩個(gè)獨立的(de)數據采集系統。其中一個(gè)可(kě)以處理(lǐ)合規報告所需的(de)數據，并可(kě)以以安全的(de)方式将其它公司包括在内。該系統擁有一個(gè)虛拟的(de)私有雲。它還(hái)包括與可(kě)編程邏輯控制器（PLC）直接連接的(de)以太網，以确保可(kě)靠的(de)邊緣設備通(tōng)信。數據通(tōng)過MQTT 傳輸。第二個(gè)系統僅用(yòng)于RAE 公司收集其所有過程數據。這(zhè)些數據被用(yòng)于整體設備效率（OEE）、故障排除、維護跟蹤和(hé)過程改進。

　　“ 當決定将其分(fēn)爲兩個(gè)系統時(shí)，我們并沒有現成的(de)、在以前項目中使用(yòng)過的(de)任何模型，” Leefers 說，“我們做(zuò)這(zhè)個(gè)決定，完全是根據客戶提供的(de)信息和(hé)我們過去的(de)經驗。” 

　　SCADA 系統幫助RAE 公司向政府許可(kě)機構報告合規性。RAE 的(de)财務經理(lǐ)Ivailo Chervenkov 說：“它通(tōng)過用(yòng)戶友好的(de)界面提供最新的(de)運營數據，極大(dà)地促進了(le)我們的(de)合規工作。它還(hái)使我們可(kě)以以更高(gāo)效的(de)方式，來(lái)簡化(huà)數據收集和(hé)分(fēn)發。在使用(yòng)該系統之前，所有數據都是通(tōng)過繁瑣的(de)手動方法收集、過濾和(hé)分(fēn)發的(de)。” 

　　現在，RAE 公司可(kě)以利用(yòng)這(zhè)些數據來(lái)實現更多(duō)功能， 以進一步改善運營。Cher venkov 說：“該系統使我們能夠擴大(dà)報告工作，以應對(duì)不斷增加的(de)容量，以及更多(duō)的(de)設施和(hé)增加的(de)複雜(zá)性所帶來(lái)的(de)挑戰。數據也(yě)變得(de)更可(kě)靠和(hé)可(kě)用(yòng)，加快(kuài)了(le)關鍵生産和(hé)預測活動。該系統幫助我們輕松确定出問題的(de)領域，并快(kuài)速找到實時(shí)解決方案，從而提高(gāo)信息和(hé)決策的(de)效率和(hé)質量。” 

　　SCADA 軟件提供的(de)不僅僅是合規性

　　RAE 公司工程副總裁Eric Bancks 說：“SCADA 軟件與我們的(de)每日報告交互，允許單點訪問數據。它提供了(le)訪問和(hé)可(kě)視化(huà)曆史過程數據的(de)工具，用(yòng)于優化(huà)和(hé)故障排除的(de)過程分(fēn)析。我們能夠繪制曆史沼氣産量與沼氣預測模型對(duì)比圖，并用(yòng)經驗數據修改預測模型，跟蹤甲烷回收和(hé)甲烷不平衡。數據則用(yòng)于識别‘可(kě)疑’儀表，以加快(kuài)維修。” 

　　新的(de)SCADA 系統在解決問題的(de)同時(shí)還(hái)節省了(le)大(dà)量時(shí)間。Bancks 說：“因爲大(dà)多(duō)數網點都離我們辦公室很遠(yuǎn)。現在，我們可(kě)以在辦公室收集數據并進行分(fēn)析，爲現場(chǎng)提供指導，而無需單程高(gāo)達四五個(gè)小時(shí)的(de)差旅。” 

　　利用(yòng)SCADA 平台中的(de)分(fēn)析工具，對(duì)數據進行趨勢分(fēn)析還(hái)會帶來(lái)其它好處。Bancks 說：“我們的(de)過程團隊廣泛使用(yòng)定制趨勢工具。它使我們的(de)過程團隊可(kě)以在同一個(gè)圖上繪制多(duō)個(gè)變量，還(hái)可(kě)以将數據下(xià)載爲CSV 文件，以供進一步操作和(hé)分(fēn)析。”自定義趨勢工具，具有不同的(de)數據查詢，如分(fēn)鐘(zhōng)快(kuài)照(zhào)、分(fēn)鐘(zhōng)平均值、小時(shí)平均值等。這(zhè)有助于以任務所需的(de)任何頻(pín)率管理(lǐ)數據。

　　RAE 已經預見到更好、更多(duō)地訪問數據所帶來(lái)的(de)巨大(dà)價值，這(zhè)對(duì)決策過程和(hé)預算(suàn)編制至關重要。它提供了(le)一緻、準确和(hé)及時(shí)的(de)數據，可(kě)供整個(gè)公司的(de)不同員(yuán)工日常使用(yòng)。它還(hái)允許不同級别的(de)管理(lǐ)層使用(yòng)不同類型的(de)信息，從而有助于改善決策。

　　合規記錄可(kě)幫助不同需求的(de)企業

　　創建合規記錄的(de)軟件，也(yě)可(kě)以幫助沒有合規要求的(de)組織。“這(zhè)類系統可(kě)用(yòng)于任何類型的(de)數據采集和(hé)分(fēn)析，” Leefers 說，“我們已經建立了(le)一個(gè)高(gāo)可(kě)用(yòng)性和(hé)高(gāo)冗餘的(de)系統，通(tōng)過互聯網與中央數據庫連接，可(kě)靠地從世界任何地方的(de)運營中獲取數據。這(zhè)是我們解決的(de)問題，但它也(yě)可(kě)能是其它不同場(chǎng)景的(de)解決方案。” 

　　系統集成商正在爲該系統增加新的(de)功能。“我們正在整合條形碼系統， 以便更高(gāo)效地跟蹤天然氣運輸。” Leefers 說。

　　許多(duō)生産場(chǎng)所沒有與天然氣管道的(de)直接連接，所以在給卡車加油時(shí)，需要将天然氣送到卸載站注入管道。每批貨物(wù)都必須用(yòng)一份文件進行跟蹤，其中包含裝載在卡車上的(de)天然氣信息。雖然，可(kě)以手動完成該過程的(de)大(dà)部分(fēn)工作，但需要大(dà)量運行人(rén)員(yuán)手動輸入數據以創建文檔，且人(rén)工輸入容易出錯。新的(de)條形碼系統将使追蹤每批氣體及其數據變得(de)更加容易和(hé)可(kě)靠。（作者 | Jim Meyers）

　　關鍵概念： 

　　■ 新的(de)SCADA 系統可(kě)利用(yòng)邊緣計算(suàn)、MQTT 和(hé)虛拟雲來(lái)提高(gāo)效率。

　　■ 更多(duō)的(de)數據訪問， 将有助于可(kě)再生能源公司改善其運營活動。