SCADA系統(tǒng)綜述及組成

一、SCADA系統(tǒng)綜述

SCADA——監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集是一個(gè)含義較廣的術(shù)語，應(yīng)用于可對(duì)安裝在遠(yuǎn)距離場(chǎng)地的設(shè)備進(jìn)行中央控制和監(jiān)視的系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)滿足各種應(yīng)用（水、電、氣、報(bào)警、通信、保安等等），并滿足顧客要求的設(shè)計(jì)指標(biāo)和操作概念。SCADA系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單到只需通過一對(duì)導(dǎo)線連在遠(yuǎn)端的一個(gè)開關(guān)，也可復(fù)雜到一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它由許多無線遠(yuǎn)程終端設(shè)備（RTU）組成并與安裝在中控室的功能強(qiáng)大的微機(jī)通信。

二、SCADA系統(tǒng)組成

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)作為生產(chǎn)過程和事物管理自動(dòng)化最為有效的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)之一，它包含兩個(gè)層次的含義：一是分步式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，也就是通常所說的下位機(jī)；另一個(gè)是數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)，即上位機(jī)HMI（Human Machine Interface）系統(tǒng)。

下位機(jī)一般意義上通常指硬件層上的，即各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備，如各種RTU、 FTU、PLC及各種智能控制設(shè)備，等等。這些智能采集設(shè)備與生產(chǎn)過程和事物管理的設(shè)備或儀表相結(jié)合，實(shí)時(shí)感知設(shè)備各種參數(shù)的狀態(tài)，并將這些狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并通過特定數(shù)字通信或數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳遞到HMI系統(tǒng)中；在必要的時(shí)候，這些智能系統(tǒng)也可以向設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)。上位機(jī)HMI系統(tǒng)在接受這些信息后，以適當(dāng)?shù)男问饺缏曇?、圖形、圖象等方式顯示給用戶，以達(dá)到監(jiān)視的目的，同時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，告知用戶設(shè)備各種參數(shù)的狀態(tài)（報(bào)警、正常或報(bào)警恢復(fù)），這些處理后的數(shù)據(jù)可能會(huì)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，也可能通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸?shù)讲煌谋O(jiān)控平臺(tái)上，還可能與別的系統(tǒng)（如MIS，GIS）結(jié)合形成功能更加強(qiáng)大的系統(tǒng)；HMI還可以接受操作人員的指示，將控制信號(hào)發(fā)送到下位機(jī)中，以達(dá)到控制的目的。

上位機(jī)與下位機(jī)結(jié)合的SCADA系統(tǒng)，作為操作員平臺(tái)和中央監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)和將要廣泛地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和事物管理的各個(gè)領(lǐng)域，主要包括：

1、樓宇自動(dòng)化

開放性能良好的SCADA系統(tǒng)可作為樓宇設(shè)備運(yùn)行與管理子系統(tǒng)，監(jiān)控房屋設(shè)施的各項(xiàng)設(shè)備、事務(wù)，如門警、電梯運(yùn)營(yíng)、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、水工、備用電力系統(tǒng)等等的自動(dòng)化管理；

2、生產(chǎn)線管理

用于監(jiān)控和協(xié)調(diào)生產(chǎn)線上各種設(shè)備正常有序的運(yùn)營(yíng)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的配方管理；

3、無人工作站系統(tǒng) 用于集中監(jiān)控?zé)o人看守系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這種無人值班系統(tǒng)廣泛分布在以下行業(yè)：

• 無線通訊基站網(wǎng)；

• 郵電通訊機(jī)房空調(diào)網(wǎng)；

• 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)；

• 鐵路系統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)度網(wǎng)；

• 鐵路系統(tǒng)道口，信號(hào)管理系統(tǒng)；

• 壩體、隧道、橋梁、機(jī)場(chǎng)和碼頭等安全監(jiān)控網(wǎng)；

• 石油和天然氣等各種管道監(jiān)控管理系統(tǒng)；

• 地鐵、鐵路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)；

• 交通安全監(jiān)側(cè)；

• 城市供熱、供水系統(tǒng)監(jiān)控和調(diào)度；

• 鋼鐵工業(yè)高爐安全監(jiān)控系統(tǒng)；

• 環(huán)境、天文和氣象無人檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的管理；

• 各種工業(yè)鍋爐監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)；

• 其它各種需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的設(shè)備。

4、機(jī)械人、機(jī)件臂系統(tǒng)

用于監(jiān)視和控制機(jī)械人的生產(chǎn)作業(yè)；

5、其它生產(chǎn)行業(yè)

如大型輪船生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、糧庫(kù)質(zhì)量和安全監(jiān)測(cè)、設(shè)備維修故障檢測(cè)、高速公路流量監(jiān)控和記費(fèi)系統(tǒng)等。

這些行業(yè)在應(yīng)用了SCADA系統(tǒng)后，至少可以取得以下社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益：

• 極大地提高了生產(chǎn)和運(yùn)行管理的安全性能和可靠程度；

• 生產(chǎn)配方管理的自動(dòng)化可大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的效率；

• 極大地減低了生產(chǎn)人員面臨惡劣工作環(huán)境的可能性，保證了工作過程中人員的安全性；

• 可大大地減少不必要的人工浪費(fèi)；

• 通過生產(chǎn)過程的集中控制和管理，極大地提高企業(yè)作為一個(gè)整體效率的競(jìng)爭(zhēng)能力；

• 系統(tǒng)通過對(duì)設(shè)備生產(chǎn)趨勢(shì)的保留和處理，可提高預(yù)測(cè)突發(fā)事件的能力，在緊急情況下的快速反應(yīng)和處理能力可極大地減少生命和財(cái)產(chǎn)的損失，從而可帶來潛在的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益；