IoT industriel vs SCADA : Déterminer le système de contrôle supérieur

Presque toutes les industries fonctionnent via un système de contrôle supervisé et d'acquisition de données (SCADA). C'est le type de système dont dépend tout le travail industriel. On peut dire que le SCADA est un système de contrôle d'automatisation qui donne aux superviseurs un aperçu des conditions de l'usine. Il est utilisé dans presque tous les secteurs industriels pour accéder à l'ensemble de l'usine depuis une salle de contrôle. Comprenons mieux le SCADA et son existence ces dernières années.

Avant le SCADA, la révolution industrielle a pris un tournant radical avec l'industrie 3.0, qui a débuté par l'automatisation partielle, où les industriels utilisaient des contrôles programmables en mémoire et des ordinateurs. Durant cette révolution, Internet a été introduit comme percée majeure. L'invention des ordinateurs et logiciels a été qualifiée de révolutionnaire et a mené à l'automatisation des tâches, aussi appelée automatisation intelligente.

Concernant le système SCADA, c'est un système logiciel et matériel de contrôle supervisé et d'acquisition de données permettant aux industries de contrôler les processus depuis des emplacements locaux et distants. De nombreuses industries (eau, eaux usées, électricité, pétrole et gaz, fabrication, agroalimentaire) utilisent des systèmes SCADA pour collecter, surveiller et traiter les données en temps réel. De plus, l'introduction du SCADA a grandement simplifié la gestion des processus industriels et l'interaction directe avec des dispositifs comme vannes, pompes et moteurs. Le SCADA a aidé les industries à surveiller et contrôler les équipements dans tous les segments : développement, fabrication, production, assemblage. Un système SCADA de base comprend :

• Interface homme-machine (IHM)
• Système de supervision
• Unités terminaux distantes (RTU)
• Contrôleurs logiques programmables (CLP / PLC)
• Infrastructure de communication
• Programmation SCADA

Tous ces composants combinés forment un système SCADA fonctionnel où l'IHM est un périphérique entrée-sortie permettant à un opérateur humain de contrôler les données. Le système de supervision est un serveur de communication reliant l'IHM aux autres équipements comme les PLC et capteurs. Les unités terminaux distantes transmettent les données enregistrées aux systèmes de supervision. De plus, les PLC fonctionnent via les capteurs et contribuent largement à la surveillance en temps réel du traitement industriel.

Comment fonctionne un système SCADA :

1. Acquisition de données :

Les systèmes SCADA sont importants et fiables car ils fournissent un grand volume de données pour des décisions métier intelligentes. Capteurs, contrôleurs et unités temps réel jouent un rôle majeur dans la collecte. Le système temps réel comprend de nombreux capteurs collectant les données en temps réel. Pour garantir le bon fonctionnement, il est important de surveiller ces capteurs.

2. Communication de données :

Le système SCADA utilise un réseau filaire pour communiquer efficacement entre l'utilisateur et les dispositifs. Cela améliore l'efficacité des capteurs et beaucoup de données sont récupérées via les capteurs ; ces données doivent être sécurisées pour une communication efficace. Les systèmes SCADA utilisent donc la communication réseau pour la transmission de données.

3. Présentation des données :

Comme une grande quantité de données est collectée via les capteurs, la convertir en informations utiles devient la tâche la plus importante. Comme il devient complexe de gérer simultanément un grand nombre de capteurs, le système SCADA utilise l'interface homme-machine (IHM) pour rassembler toutes les données des capteurs et les transformer en informations efficaces.

4. L'interface homme-machine :

Comme le SCADA utilise l'IHM, l'information affichée doit être surveillée par des humains. Elle donne accès à plusieurs unités de contrôle et PLC.

5. Contrôle et surveillance :

Les systèmes SCADA utilisent des commutateurs pour actionner chaque dispositif. Ces commutateurs aident à activer/désactiver chaque dispositif. Les systèmes SCADA fonctionnent automatiquement sans intervention humaine, mais dans certaines situations, ils doivent être gérés manuellement.

Parlant technologie, l'avenir de l'automatisation industrielle évolue vers le remplacement des humains par des robots. Et c'est maintenant le moment d'une révolution plus grande avec l'introduction de l'Internet industriel des objets ou Industrie 4.0.

L'Internet des objets est un concept avancé que les industries acceptent largement grâce aux techniques basées sur les capteurs et l'approche pilotée par les données. Il permet aux industriels de stratégiser leurs décisions métier et d'améliorer les failles pour servir avec une meilleure qualité. Par exemple, si un système SCADA génère des rapports détaillés, une solution IoT peut améliorer le format et les fournir de manière plus simple et efficace. De plus, les solutions technologiques aident à partager les rapports directement au siège ou à une personne spécifique. Voyons maintenant comment l'IoT a pris le pas sur les PLC et le système SCADA.

On prévoit que des trillions d'appareils seront connectés à Internet dans les années à venir. L'Industrie 4.0 est une ère et une révolution qui a tout automatisé et changé la dynamique de chaque secteur industriel.

Comment l'IoT a supplanté SCADA et PLC :

Le PLC est la technologie qui a accompagné le SCADA pendant des décennies. Mais il est devenu obsolète avec l'avancée technologique.

Même les PLC reçoivent des données des capteurs, les traitent et les envoient selon les paramètres programmés. Ils peuvent enregistrer et surveiller des données en temps réel comme la température de fonctionnement. Ils peuvent démarrer/arrêter automatiquement les processus et générer des alarmes en cas de dysfonctionnement.

Cependant, l'IoT industriel a fait son apparition sur le marché et s'est imposé comme une meilleure technologie que le SCADA et le PLC traditionnels. Ses capacités intelligentes sont hautement adaptées aux industries modernes. La plupart des statistiques concluent que la force des systèmes SCADA restait pertinente dans la révolution Industrie 4.0, mais leur limite était l'incapacité d'avoir un écosystème entièrement connecté pour le traiter vers le reste de l'entreprise.

L'IoT industriel est apparu comme une technologie implémentée par-dessus le SCADA. Des paramètres comme l'évolutivité, l'analyse de données sont nés avec l'introduction de cette technologie disruptive, l'IoT.

Les données générées par les systèmes SCADA agissent toujours comme source de données pour l'IoT industriel. L'IoT industriel se concentre sur l'analyse des données granulaires des machines pour améliorer la productivité, alors que le SCADA se concentrait sur la surveillance et le contrôle. L'IoT a apporté une vague de nouveaux business models changeant le paysage du SCADA.

Comment l'IoT diffère du SCADA :

Le tableau suivant illustre les différences :

N°	CARACTÉRISTIQUES	SCADA	IoT
1	Évolutivité	Dans les systèmes SCADA, en raison de l'architecture traditionnelle, l'augmentation du nombre d'utilisateurs dégrade drastiquement les performances. De plus, l'exécution de rapports depuis des usines dans différents pays/régions prend plus de temps.	L'IoT peut ingérer et traiter d'énormes volumes de données depuis les capteurs et permet de connecter tout ce qui est pertinent via des protocoles comme MQTT, HTTPS, XMPP, COAP, REST, grâce à une évolutivité à la demande due à l'architecture serverless.
2	Analyse de données	L'usage principal du SCADA est l'exploitation quotidienne de l'usine et l'ingestion/stockage d'une quantité finie de données sans conservation des données historiques pour des analyses approfondies.	L'IoT implique une rétention de données à long terme pour analyser et prédire les plannings de maintenance, réduire les temps d'arrêt globaux et prolonger la durée de vie des équipements. L'analyse prédictive et la maintenance préventive sont incluses, soutenues par un module Machine Learning.
3	Standardisation	Les systèmes SCADA utilisent principalement OPC pour la collecte de données, un standard qui a fait ses preuves mais dont le désavantage majeur est sa dépendance à la technologie DCOM ; les appareils ne peuvent pas collecter/échanger des données entre eux indépendamment de l'empreinte.	L'objectif principal de l'IoT industriel est de standardiser les réseaux de capteurs, la collecte et l'agrégation de données. Les standards IoT comme OPC UA sont déjà utilisés pour définir une communication temps réel sécurisée dans une usine avec différents dispositifs de contrôle et capteurs de différents fournisseurs. La sécurité est intégrée dans les standards IoT avec support pour MQTT, HTTPS, RAML, etc.
4	Interopérabilité	Dans les systèmes SCADA, les dispositifs de fabricants différents ne s'intègrent pas facilement. Parfois, même des versions différentes du même fabricant posent problème pour les faire fonctionner de manière interchangeable. Le SCADA fournit donc des processus métier distribués qui fonctionnent en silos.	Les écosystèmes IoT industriels restent fragmentés, mais des protocoles comme MQTT permettent aux plateformes de communiquer entre appareils indépendamment du fournisseur.

Quel avenir après une analyse comparative ?

En conclusion, SCADA et IoT impliquent tous deux capteurs et acquisition de données. Ils diffèrent sur de nombreux aspects mais partagent un objectif commun. Le SCADA n'est pas un système de contrôle complet, alors que l'Internet industriel des objets est constitué de nombreux appareils interconnectés. Il permet de contrôler des objets à distance à travers différents réseaux et architectures. Mais associer l'IoT au système SCADA offre une compréhension holistique de l'ensemble des locaux industriels de manière plus simplifiée. Là où le SCADA nécessite de générer manuellement des rapports analytiques, une solution IoT permet d'automatiser ce processus pour gagner du temps et obtenir une sortie de qualité.