SCADA系统基本概述

《SCADA系统基本概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SCADA系统基本概述（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、SCADA系统基本概述一、SCADA系统介绍SCADA 是 Supervisory ControI And Data AcquiSition System （数据采集 与监视控制系统）的缩写，SCADA系统是对分布距离远，生产单位分散的生产系 统的一种数据采集、监视和控制系统。它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、 石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域，其中在电力 系统中的应用更为广泛，发展技术也最为成熟。它在远动系统中占重要地位，可 以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数 调节以及各类信号报警等各项功能，即我们所知的“四遥”功能RTU（远

2、程终端 单元），FTU（馈线终端单元）是它的重要组成部分。在现今的变电站综合自动化建 设中起了相当重要的作用。它是架构在 PC 之上的生产自动化控制系统。当然不 同领域的应用，所需功能也不尽相同，但是它们都具有以下基本特色：图形操作 介面；系统状态动态模拟；即时和历史资料趋势曲线显示；警报处理系统；资料 获取取与记录；报表输出。二、SCADA模块构成SCADA系统会包括以下的子系统：1、人机界面（human machine interface，简称HMI）是一个可以显示程序 状态的设备，操作员可以依此设备监控及控制程序。人机界面（或简称为HMI） 个可以显示程序状态的设备，操作员可以依此 设备

3、监控及控制程序。HMI会链接到SCADA系统的数据库及软件，读取相关信息， 以显示趋势、诊断数据及相关管理用的信息，如定期维护程序、物流信息、特定 传感器或机器的细部线路图、或是可以协助故障排除的专家系统。HMI 系统常会用图像的方式显示系统的信息，而且会用图像模拟实际的系 统。操作员可以看到待控制系统的示意图。例如一个连接到管路的泵浦图标，可 以显示泵浦正在运转，及管路中液体的流量，操作员可以使泵浦停机，HMI软件 会显示管路中液体流量随时间下降。模拟图会包括线路图及示意图来表示制程中 的元素，也可能用制程设备的图片，上面再加上动画说明制程情形。SCADA系统的HMI软件一般会包括绘图软件，

4、可以让系统维护者修改系统在 HMI中的呈现方式。呈现方式可以简单到只有屏幕上的灯号，用灯号表示现场实 际的状态情形，也可以复杂到是用多台投影机显示摩天大楼中所有的电梯位置或 是铁路中所有列车的位置。实现SCADA系统时，警告处理是很重要的一个部份。系统会监控指定的警告 条件是否成立，以确定是否有警告事件发生。当有警告事件时，系统会采取对应 的行动，例如启动一个或多个警告指示，或发出电子邮件或短信给系统管理者或 SCADA操作员，告知已有警告事件。SCADA操作员需确认警告事件，有些警告事 件在确认后其警告指示就会关闭，也有一些警告指示要在警告条件清除后才会关 闭。2、（计算机）监控系统可以采集

5、数据，也可以提交命令监控程序的进行。3、远程终端控制系统（Remote Terminal Unit,简称RTU）连接许多程序 中用到的传感器，数据采集（Dataacquisition）后将数字的数据传送给监控系 统。远程终端控制系统（RTU）可连接到其他设备。RTU可将设备上的电气信号 转换为数字的值，例如一个开关或阀开/关的状态，或是仪器量测到的压力、流 量、电压或电流。也可以借由信号转换及传送信号来控制设备，例如特定开关或 阀的打开/关闭，或是设置一个泵浦的速度。4、可编程逻辑控制器（programmable logic controller，简称PLC）因为 其价格便宜，用途广泛，也常用

6、作现场设备，取代特殊功能的远程终端控制系统。SCADA是调度管理层，PLC是现场设备层。PLC系统，即可编程控制器，适 用于工业现场的测量控制，现场测控功能强，性能稳定，可靠性高，技术成熟， 使用广泛，价格合理。SCADA的重点是在监视、控制，可以实现部分逻辑功能， 基本用于上位；PLC单纯的实现逻辑功能和控制，不提供人机界面，实现操作需 借助与按钮指示灯、HMI以及SCADA系统；5、通信网络则是提供监控系统及RTU （或PLC）之间传输数据的管道。传统的SCADA系统会使用广播、串行或是调制解调器来达到通信的机能，有 些大型的SCADA系统（例如发电厂或铁路）也常会使用架构在同步光网络（S

7、ONET） 或同步数字体系（SDH）上的以太网或网络协议。SCADA系统中的远程管理或监 视机能常称为遥测。三、系统的数据实现SCADA是指一个可以监控及控制所有设备的集中式系统，或是在由分散在一 个区域（小到一个工厂，大到一个国家）中许多系统的组合。其中大部份的控制 是由远程终端控制系统（RTU）或PLC进行，主系统一般只作系统监控层级的控 制。例如在一个系统中，由PLC来控制制程中冷却水的流量，而SCADA系统可以 让操作员改变流量的目标值，设置需显示及记录的警告条件（例如流量过低，温 度过高）。PLC或RTU会利用回授控制来控制流量或温度，而SCADA则监控系统 的整体性能。数据采集（D

8、ata acquisition）由RTU或PLC进行，包括读取传感器数据， 依SCADA需求通信传送设备的状态报告。数据有特定的格式，控制室中的操作员 可以用HMI 了解系统状态，并决定是否要调整RTU （或PLC）的控制，或是暂停 正常的控制，进行特殊的处理。数据也会传送到历史记录器（ Operational historian）, 般会是架构在商用的数据库管理系统上，以便追踪趋势并进行分 析。SCADA系统会配合分散式数据库使用，一般称为标签数据库（tag database）， 其中的数据元素称为标签（tag）或点（point）。一个点表示一个单一的输入或 输出值，可能是由系统所监视或是控

9、制。点可以是硬件（hard）的或是软件（soft） 的。一个硬件的点表示系统中实际的输入或是输出，而软件的点则是根据其他点 进行数学运算或逻辑运算后的结果（有些系统会把所有的点都视为软件的点，无 视其实际上是硬件或软件）。一个点通常都是会以数据-时间戳记对的方式存储， 其中有数据，以及数据计算或记录时的时间戳记。一个点的历史记录即可以用一 连串的数据-时间戳记对所表示。常常也会在存储时加上其他的信息，例如现场 设备或PLC暂存器的路径，设计的注解及警告信息。四、主要应用SCADA系统的主要应用在楼宇自动化；生产线管理；机械人、机件臂系统； 其它生产行业；无人工作站系统等方面举例无人工作站系统具

10、体实例有：无线通讯基站网；邮电通讯机房空调网； 电力系统配电网；铁路系统电力系统调度网；铁路系统道口，信号管理系统；坝 体、隧道、桥梁、机场和码头等安全监控网；石油和天然气等各种管道监控管理 系统；地铁、铁路自动收费系统；交通安全监侧；城市供热、供水系统监控和调 度；环境、天文和气象无人检测网络的管理；其它各种需要实时监控的设备。在高速公路电力SCADA系统中包含两个层次，一是分步式的数据采集系统， 即智能数据采集系统，也就是通常所说的下位机；另一个是数据处理和显示系统， 即中心上位机 HMI （Human Machine In terface）系统。在高速公路电力SCADA监控系统中心的上位

11、机部分，监控主站通常采用局域 网络方式如传输速率为10MBPS/100MBPS自适应的以太网，构成以计算机设备为 核心，以功能为模块，以节点为单元的调度中心系统。监控子站系统通常由数据采集设备和通讯接口设备构成，称为RTU。监控子 站与主站的通信通道可为远程拔号、载波、微波、光纤、无线、专线ISDN等多 种形式，SCADA系统支持多种通讯规约。整个 SCADA 系统的网络数据通讯总体上采取的是客户/服务 （Client/Server）模式，即被称为“按需求传送数据”的方式。这种方式有以 下优点：1、使网络向担大大减轻；2、提高了网络中各个节点之间的相互独立性； 3、极其简便系统的扩充；3、多路

12、径访问能力。下面以广州市北部地区（新国际机场）高速公路的电力自动化监控系统为例， 叙述高速公路电力SCADA监控系统一般的配置及功能。广州机场高速公路从三元里至新国际机场，全线设置一套电力监控（SCADA） 系统，对所管辖的变电所、变配电所及箱式变电站等供电设施进行监控管理，该 监控系统由设在蚌湖控制中心大楼内的控制站，数据传输通道设在沿线的各被控 站设备组成，被控站包括九个变电所，一个中心变配电所和入个箱式变电站。并且，系统在设计时，控制站设备的容量及通信接口容量充分考虑到了规划 中北延线供电设备的管理。根据广州机场高速公路电力监控SCADA系统方案，以及高速公路现场的情 况，选定了 Sch

13、neider公司的Compact系列PLC产品来构成系统的下位机。除数 据采集外，其强大的编程功能保证了系统的各类控制功能的需求。现场中我们所 需的采样数据可分类模拟量输入（AI）、离散量输入（DI）和离散量输出（DO） 三类。Quantum系列PLC组成系统的通讯前置机；此系列PLC的CPU采用Intel586 133MHz芯片，具有极高的数据处理能力，在通讯方面可提供多种通信方式。通 讯前置机通过网桥与系统下位机的PLC控制（采样）单元相联，从而实现网络协 议的转换。而通讯前置机与上位机系统则通过以太网协议直接相联。SCADA监控系统的上位机，采用工业控制机和WINDOWS 2000作为基础的硬 件平台和软件平台，同时用iFIX软件开发图形化的操作员节点和维护员节点， 能够有效的实现SCADA结点机和PLC设备的无缝连接；界面的产生、数据库的管 理。报警和安全机制都能很好的实现。用VC+编程开发工具共同开发系统的数 据采集与后台处理机。其内部设置了动态实时数据库、历史记录数据库、监控对 象数据库等多种关系型数据库。欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求