Tot de eerste helft van de 20e eeuw vertrouwden industriële organisaties vooral op de menselijke factor om hun processen te sturen en te bewaken. Echter, met steeds complexere operaties en steeds grotere fabrieken, in de jaren 1970, digitale PLC's (programmeerbare logische controllers) en computers werden beroemd als interface voor gegevensoverdracht naar externe controlecentra. Kort daarna werd de «telemetrie» geboren, van het Griekse «metria» (meting) en «tele» (op afstand), en daarmee een besturingssysteem de SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition Systems. Het wordt de derde industriële revolutie genoemd en tegenwoordig is er geen industrieel bedrijf dat geen PLC's of SCADA's heeft.

Internet of Things (IoT) en kunstmatige intelligentie (AI) maken het vandaag mogelijk om getuige te zijn van een nieuwe grote technologische sprong die velen de vierde industriële revolutie.

De reikwijdte gaat veel verder dan «data-acquisitie en monitoring». Het richt zich op de geavanceerde verwerking van grote hoeveelheden gegevens die snellere en efficiëntere besluitvormingsprocessen en minder risico en foutmarge mogelijk maakt. We zijn echter nog steeds bezig met het consolideren van deze nieuwe revolutie, aangezien de grenzen tussen de investering in de derde industriële revolutie en de investering die nodig is voor de vierde nog niet duidelijk zijn.

In dit artikel geven we drie sleutels tot de roadmap die moet worden gevolgd door elk bedrijf dat niet buiten de vierde industriële revolutie wil blijven.

Het IoT-platform als aanvulling op SCADA

Ten eerste de olifant in de kamer: SCADA's zijn niet klaar voor geavanceerde verwerking van grote hoeveelheden data. Net zoals IoT-platforms niet zijn voorbereid op gecentraliseerde realtime procesbewaking en automatisering. Daarom zijn er twee soorten technologieën die gedwongen worden naast elkaar te bestaan.

Het gecentraliseerde controleproces van een SCADA kan alleen worden gerealiseerd met behulp van databases die zorgen voor betrouwbaarheid en snelle reactie op vragen. Over het algemeen zijn gecentraliseerde databases, gestructureerde querytalen (SQL) en de financiële kosten gekoppeld aan het «aantal variabelen». Deze architecturen zijn echter te rigide voor de verwerking van grote hoeveelheden gedistribueerde en veranderende gegevens.

In die zin vertrouwen IoT-platforms op gedistribueerde databases, met ongestructureerde talen (NoSQL) en kosten per "gebruikte bronnen" (CPU, geheugen). IoT-platforms zijn het meest geschikt voor het maken van wiskundige modellen die geavanceerde AI-query's vereisen, maar er zijn niet optimaal voor zeer betrouwbare realtime verwerking.

Als we kijken naar visualisatie- en gebruikersinterfacefunctionaliteiten, is het doel van een SCADA-platform om volledige processen te modelleren op een manier die het voor een operator eenvoudig en gemakkelijk maakt om het proces zonder fouten te besturen. Dus, HMI (Human Machine Interface) grafische generatie frameworks zijn optimaal.

Een dashboard webachtig visualisatieraamwerk is meer geschikt in het geval van een IoT-platform, dat tot doel heeft tal van historische gegevens, kruisverwijzingen of toekomstige trends te illustreren. Het lijkt hoogst onwaarschijnlijk dat er binnenkort één platform zal zijn dat de betrouwbaarheid en snelheid van een traditionele SCADA kan combineren met de flexibiliteit en schaalbaarheid van een IoT-platform. Beide systemen zullen naast elkaar moeten bestaan ​​en integreren, waarbij de juiste budgettoewijzing en de afstemming van OT- en IT-afdelingen van cruciaal belang zijn.

IoT Edge-knooppunten als aanvulling op PLC's

Net als wat er gebeurt in de «controlekamers», in de buurt van de activa «in het veld», zijn er ook systemen die de bestaande moeten aanvullen. Geautomatiseerde besturingen of PLC's zijn apparaten waarvan de primaire functie is om het productieproces te digitaliseren en te automatiseren, en hun realtime-vereisten zijn nog restrictiever dan in een SCADA. Een fout van een milliseconde kan betekenen dat een robotarm uitvalt of dat een elektrisch onderstation de relais niet goed coördineert, en dat er een grote wereldwijde systeemstoring is. Een PLC wil zich concentreren op zijn functie en het zou niet goed zijn om geprogrammeerd te worden om andere acties uit te voeren dan die gerelateerd aan het productieproces.

En dus, terugkomend op de vorige voorbeelden, is het niet logisch dat de PLC die de robotarm of de relais van het onderstation bestuurt, andere variabelen controleert die nodig zijn, bijvoorbeeld om meer globale beslissingen te nemen, zoals de omgevingsomstandigheden van de fabriek of de aanwezigheid of niet van operators erin. Bovendien heeft het geen zin om PLC's te gebruiken om deze aanvullende gegevens voor AI te verkrijgen, omdat ze meestal specifieke expertise vereisen voor het programmeren.

Waar realtime geen vereiste is, maar wel de flexibiliteit om data te verwerven en op een efficiënte en schaalbare manier te verwerken, is de IoT Edge Nodes het beste alternatief. Deze Edge Nodes zijn minicomputers met programmeertalen op hoog niveau (dwz Python, C/C++, of in staat om Docker-containers op te slaan), en verschillende inputs en outputs, evenals gecombineerde verbindingsinterfaces (bv. industriële bussen met mobiele connectiviteit) .

Cyberbeveiliging als aanvulling op veiligheid

Veiligheid verwijst naar de staat van bescherming tegen gebeurtenissen die letsel kunnen veroorzaken. Veiligheidsnormen, risicobeheer of rampenbestrijdingsplannen staan ​​op het dagelijkse schema van elke industriële organisatie, in veel gevallen gedwongen door regelgeving.

Met IoT en AI begeven we ons in de cyber-fysieke wereld, waar industriële netwerken (of OT-netwerken) minder geïsoleerd en meer met elkaar verbonden worden. Daarom zijn ze kwetsbaarder voor zowel externe als interne cyberaanvallen die niet alleen de veiligheid van werknemers kunnen aantasten, maar ook de continuïteit van de bedrijfsactiviteiten.

In die zin moeten de traditionele plannen voor risicobeheer en incidentrespons en certificeringen van «Veiligheid» worden aangevuld door hun tegenhangers in de wereld van cyberbeveiliging.

De normen die in dit opzicht waarschijnlijk de facto standaard lijken te worden, zijn ISO 27001 voor informatiebeveiligingsbeheer en IEC 62443 voor IT-beveiliging van netwerken en systemen in industriële communicatie. De introductie en het beheer van elementen zoals IoT-platforms en Edge Nodes moet gebeuren onder de paraplu van goede praktijken en standaarden zoals hierboven vermeld, om de toekomst van deze nieuwe technologie-roadmap te verzekeren.

Nieuwe technologieën, zoals IoT, AI of Edge Computing, zijn niet bedoeld om SCADA's of PLC's te vervangen, maar om ze aan te vullen. Een juiste coëxistentie en integratie van product, mens en processen, tussen IT en OT, en een enorme technologische openheid, is het antwoord voor die industriële organisaties die de sprong willen maken naar de vierde industriële revolutie.

PlatoAi. Web3 opnieuw uitgevonden. Gegevensintelligentie versterkt.
Klik hier om toegang te krijgen.

Bron: https://www.iotforall.com/iot-and-scada-systems-forced-to-coexist-and-understand-each-other