Vorteile des angepassten Node-RED-Frameworks im Vergleich zu herkömmlicher SCADA-Software

Mit der rasanten Entwicklung von Industrie 4.0 und intelligenter Fertigung stehen traditionelle SCADA-Systeme vor immer größeren Herausforderungen. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, IOTRouter hat selbst ein auf Node-RED basierendes Entwicklungsframework entwickelt, um eine modernere und zukunftssichere industrielle Steuerungslösung anzubieten. In diesem Beitrag werden wir den Vergleich zwischen dem Node-RED-Framework und herkömmlicher SCADA-Konfigurationssoftware im Detail diskutieren und die einzigartigen Vorteile beider in praktischen Anwendungen analysieren.

1. Vergleich der Systemarchitektur

Herkömmliche SCADA-Systeme haben in der Regel eine mehrschichtige Architektur, die in mehrere Teile unterteilt ist, z. B. Feldgeräteebene, Datenerfassungsebene, Datenverarbeitungs- und Überwachungsebene, historische Datenbank und Analyseschicht. Die Datenübertragung und -verarbeitung erfolgt über industrielle Kommunikationsprotokolle zwischen den Schichten. Diese Architektur hat eine gute Stabilität in großen Industrieprojekten. Aufgrund der starken Abhängigkeit von proprietärer Hardware und geschlossener Software sind Skalierbarkeit und Flexibilität jedoch relativ gering.

Node-RED hingegen unterstützt durch eine offene Architektur eine Vielzahl von Datenquellen und Protokollen wie Modbus, OPC, MQTT usw.. Es ist in der Lage, IoT-Geräte und moderne Kommunikationstechnologien einfacher zu integrieren.

2. Funktionsvergleich

1）Datenerfassung und -verarbeitung

SCADA-Systeme stützen sich häufig auf proprietäre Protokolle und Hardware für die Datenerfassung und -verarbeitung. Diese Methoden zeichnen sich zwar durch ihre Stabilität aus, sind aber nicht flexibel genug.

Die Streaming-Verarbeitungsarchitektur von Node-RED ermöglicht die Verarbeitung von Daten in Echtzeit. Komplexe Anforderungen an die Datenspeicherung und -verwaltung werden vermieden, was für eine schnelle Reaktion auf Veränderungen im industriellen Umfeld wichtig ist.

2 ) Benutzeroberfläche und Visualisierung

SCADA-Systeme bieten funktionsreiche Benutzeroberflächen, sind aber teuer in der Entwicklung und Wartung und erfordern in der Regel eine Anpassung durch Fachleute.

Node-RED bietet flexible und einfach zu bedienende Visualisierungswerkzeuge durch seine Node-Plug-ins in Verbindung mit der Konfigurationssoftware VISION. Benutzer können benutzerdefinierte Überwachungspanels und Alarmsysteme durch einfache Drag-and-Drop-Operationen erstellen und unterstützen die nahtlose Verwendung mehrerer Geräte.

3) Systemintegration und Skalierbarkeit

In Bezug auf Systemintegration und Skalierbarkeit stehen herkömmliche SCADA-Systeme oft vor größeren Herausforderungen, insbesondere bei der Einführung neuer Geräte oder Protokolle.

Node-RED kann durch seine offene Architektur und die umfangreichen Plug-in-Bibliotheken von Drittanbietern problemlos verschiedene externe Systeme und Dienste integrieren. Dadurch kann sich das System schnell an neue industrielle Szenarien anpassen.

3. der Leistungsvergleich

1) Echtzeit und Reaktionsgeschwindigkeit

Herkömmliche SCADA-Systeme haben vor allem in anspruchsvollen industriellen Steuerungsszenarien den Vorteil, dass sie die Datenerfassung und -verarbeitung in Echtzeit gewährleisten.

Obwohl Node-RED auf JavaScript läuft, kann es aufgrund seiner leichtgewichtigen und asynchronen Verarbeitungseigenschaften in den meisten Anwendungsszenarien eine gute Echtzeitleistung bieten. Für Szenarien, die eine höhere Echtzeitleistung erfordern, kann Node-RED durch die Kombination von dedizierter Hardware und Echtzeitbetriebssystemen weiter optimiert werden.

2) Fähigkeit zur Datenverarbeitung

Herkömmliche SCADA-Systeme laufen in der Regel auf Hochleistungsservern mit leistungsstarken Datenverarbeitungsfunktionen.

Die Verarbeitungsleistung von Node-RED hängt von seiner Betriebsumgebung ab. Bei der Verarbeitung großer Datenmengen kann die Verarbeitungsleistung von Node-RED durch eine verteilte Architektur erhöht oder mit einer Cloud-Computing-Plattform kombiniert werden, um die Anforderungen komplexer industrieller Anwendungen zu erfüllen.

4. Vergleich der plattformübergreifenden Unterstützung

Die plattformübergreifende Fähigkeit herkömmlicher SCADA-Systeme ist schwach, und sie können in der Regel nur auf bestimmten Betriebssystemen und Hardware-Plattformen, wie z. B. Windows, ausgeführt werden. Diese Einschränkung erfordert häufig den Einsatz von Virtualisierungstechnologie oder eine große Anzahl von Kompatibilitätsanpassungen, wenn der Einsatz mehrerer Plattformen oder der Betrieb in unterschiedlichen Umgebungen erforderlich ist, was die Komplexität des Systems und die Wartungskosten erhöht.

Node-RED verfügt dank seines Node.js-basierten Designs über eine hervorragende plattformübergreifende Kompatibilität. Es kann nahtlos auf mehreren Betriebssystemen und Geräten wie Windows, Linux, macOS, Raspberry Pi und so weiter laufen. Dies vereinfacht nicht nur die Entwicklung, den Betrieb und die Wartungsarbeiten, sondern verbessert auch die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit des Systems.

5. Vergleich der Entwicklungs- und Wartungskosten

Die Entwicklung und Aktualisierung herkömmlicher SCADA-Systeme ist in der Regel mit hohen Kosten verbunden. Dies ist auf die komplexe Entwicklungsumgebung und die Abhängigkeit von proprietärer Hardware und Software zurückzuführen. Die Kosten für kundenspezifische Entwicklung, Systemintegration, Aktualisierung und Wartung sind hoch.

Node-RED senkt aufgrund seines Open-Source-Charakters und seines modularen Aufbaus die Entwicklungs- und Wartungskosten erheblich. Durch die Verwendung von Standard-Node-Bibliotheken und Plug-ins können Systeme schnell erstellt werden, und die grafische Programmierschnittstelle reduziert die Anforderungen an spezielle Kenntnisse. Die plattformübergreifende und flexible Architektur reduziert auch die Hardware-Investitions- und Wartungskosten.

Produkt-Empfehlung

Der Fortschritt der Industrie 4.0 erfordert, dass sich industrielle Automatisierungssysteme in eine offenere, flexiblere und intelligentere Richtung entwickeln. Herkömmliche SCADA-Systeme lassen sich aufgrund ihres geschlossenen Charakters und ihrer hohen Kosten nur schwer an diesen Entwicklungstrend anpassen. Das Edge-Computing-Gateway EG8200pro mit dem Node-RED-Framework ist vor diesem Hintergrund entstanden. Es kombiniert die Spitzentechnologien des IoT, der digitalen Kommunikation und der modernen Softwareentwicklung, um eine zukunftsweisende Lösung für industrielle Steuerungssysteme zu bieten.