基于无线通讯的分布式的SCADA系统
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在SCADA系统中使用无线技术
华镕
【期刊名称】《中国仪器仪表》
【年(卷),期】2011(000)004
【摘要】无线技术的发展在工业控制与自动化面临的挑战,以及如何实现与SCADA系统的集成.
【总页数】4页(P27-30)
【作者】华镕
【作者单位】罗克韦尔自动化(中国)有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.无线数传电台技术在风电场SCADA系统中的应用 [J], 黄春犁;高敏;高金明
2.基于ZigBee技术无线计量系统在风城油田SCADA系统中的应用 [J], 封帆
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4.突破油井监控系统的瓶颈--无线传感器技术在油井SCADA系统中的应用 [J], 李鑫;柏小京;张瑞华
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SCADA系统无线通信论文提纲:1. SCADA系统无线通信技术的发展现状分析与应用前景展望;2. SCADA系统无线通信存在的瓶颈与挑战;3. SCADA系统无线通信技术的性能指标及优化方法;4. SCADA系统无线通信与信息安全的关系;5. SCADA系统无线通信技术在建筑工程领域的应用案例.一、SCADA系统无线通信技术的发展现状与应用前景展望随着现代化建筑工程的不断发展,通信、计算和控制技术正在迅速更新。
现代化SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统已经成为了很多大型建筑工程中的重要组成部分,如城市燃气管道、给排水系统等。
SCADA系统作为实时数据采集、通信、控制的重要手段,无线通信技术的发展对其发挥作用起着至关重要的作用。
此外,SCADA系统无线通信技术也是当前工业4.0时代实现智能化、自动化、网络化的重要手段。
因此,深入研究SCADA系统无线通信技术的发展现状、存在的问题及其应用前景至关重要。
二、SCADA系统无线通信存在的瓶颈与挑战SCADA系统无线通信技术的快速发展也带来了很多问题和挑战,如无线信号传递距离受限、通信速度受到限制和网络安全问题等。
此外,SCADA系统的控制要求具有稳定可靠性,而无线通信技术本身也存在网络不稳定、无法实时响应控制指令等许多问题,这使得SCADA系统无线通信技术的应用在某些情况下受到限制。
因此,探讨SCADA系统无线通信存在的瓶颈及解决策略对于改善其可靠性和应用范围是至关重要的。
三、SCADA系统无线通信技术的性能指标及优化方法SCADA系统无线通信的性能直接影响到其数据采集、通信和控制的效果。
因此,建立合理的性能指标、分析相关性能数据以及寻找适当的优化方法十分关键。
其基本性能指标可包括通信传输速率、响应时间、旋转速度、信号传输距离等。
而针对不同的应用场景和需求,可以采取不同的优化方法,如调整网络拓扑、改善频段使用策略、增强网络传输安全等,来提高SCADA系统无线通信技术的性能和可靠性。
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)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。
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。
基于无线的遥测和远程SCADA系统解决方案
佚名
【期刊名称】《自动化博览》
【年(卷),期】2013(000)010
【摘要】施耐德电气近日推出基于无线的遥测和远程SCADA系统解决方案(TRSS)。
TRSS有效解决了地域分布广泛、远程无人值守的设备和资产监控难题,利用无线设备的灵活性显著减少项目成本和现场维护费用;该解决方案还可以实现现场设备的测量值到SCADA平台的数据路径,这种点到点的有效数据测量和信息传输将帮助实现信息的完整性、安全性以及远程监测和控制的过程优化,从而提高企业获取现场数据的效率;另外,该解决方案还非常重视安全和新兴法规,更有利于环境保护。
【总页数】1页(P12-12)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于3G通讯网络的工业级远程无线SCADA系统 [J], 周海山;
2.基于SCADA的远程无线数据采集系统 [J], 刘鹏;吴海峰;要艳静;惠行健
3.基于SCADA和无线通讯的工业远程监控系统 [J], 黄卫华;方康玲;陈国年
4.一种基于GPRS的油田远程无线SCADA系统设计 [J], 张源
5.施耐德电气推出基于无线的遥测和远程SCADA系统解决方案 [J],
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无线通信SCADA系统的实现与应用摘要介绍了城市路灯无线通信系统的实现方法,包括监控中心组成与功能、无线通信方式及硬件电路模块设计。
关键词系统测控系统电台通信1系统的特点系统即监视控制与数据采集系统,是以计算机为基础的监测控制与调度管理自动化系统,能实现远程数据采集、设备控制、测量、参数调节以及信号报警等各项功能,可广泛应用于电力、水利、石油、化工、环保和市政等众多领域。
系统一般采用分散式测控、集中式管理的方式,整个系统由监控中心、若干个分散的远程测控终端和通信介质三部分组成。
监控中心又称主站,是系统的核心,负责控制管理整个系统的运行;又称外围站点,是采用微处理器或的可独立运行的智能测控模块,完成各种远端现场数据的采集与处理、现场执行机构的控制以及与远程控制中心的通信,具有易扩展性和易维护性特点;通信介质根据实际需求和应用对象的不同多种实现方式,下面稍作分析。
2通信介质的选取数据传输介质分为有线和无线两类。
有线传输方式如电力线载波、-485现场总线和公用电话网等。
无线传输方式如无线电台、扩频电台、移动电话网以及卫星通信网等。
每种方法各种其特点。
电力线载波利用现有的供电线路不需另铺专用通信线路,但电力线固有干扰较大,且载波信号只能在一个配电变压器区域内传送,通信跟踪较短;-485现场总线具有通信效率高、可靠性好等优点,但用于大容量系统时铺设专用线路工程造价太高。
公用电话网和移动电话网的初期投入费用少,无盲区覆盖,但日积月累的运营费用极高;工业科学医疗用途频段的扩频电台24及微波4以上可用于远距离、高性能传输,但价格昂贵。
无线电台传输距离较远,只需维护费用而无运营费用,系统使用及站点扩展很方便,尤其适用于大容量分散式系统,其性能价格比高,但必须向当地无线电。
SCADA系统简介一、SCADA系统SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统。
SCADA系统的应用领域很广,它可以应用于电力系统、给水系统、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。
在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。
SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
它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。
由于各个应用领域对SCADA的要求不同,所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
在电力系统中,SCADA系统应用最为广泛,技术发展也最为成熟。
它作为能量管理系统(EMS系统)的一个最主要的子系统,有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势,现已经成为电力调度不可缺少的工具。
它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益,减轻调度员的负担,实现电力调度自动化与现代化,提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早,在保证电气化铁路的安全可靠供电,提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。
在铁道电气化SCADA系统的发展过程中,随着计算机的发展,不同时期有不同的产品,同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备,这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。
二、SCADA系统发展历程SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系统,全名为数据采集与监视控制系统。
SCADA 系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。
SCADA系统发展到今天已经经历了三代。
第一代是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统,如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。
SCADA系统是一个概念顾名思义它是:分布式的数据采集监控系统,它的由来和应用主要是用于数据采集,如电力的监控系统、输油管线的监控系统,它的特点是控制点分散,一个系统可能覆盖方圆数千功能,如北美的油气管道监控系统通信结构复杂,不是一般控制系统所能比拟的[从光纤到无线甚至卫星通讯]。
它的基本单元的RTU。
SCADA的重点是在监视、控制,可以实现部分逻辑功能,基本用于上位记住这不是某种设备的名字,可以用于组成该系统的设备很多,常用远程RTU(有PLC),关键是通信。
在电力系统中,SCADA系统应用最为广泛,技术发展也最为成熟。
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.一般来说,只要是具有系统监控功能和数据采集功能的系统都可以称之为SCADA 系统。
一般来说,该系统包括硬件系统和软件系统两个部分。
SCADA是Supervisory Control And Data Acquisi TI on的英文缩写,国内流行叫法为监控组态软件。
从字面上讲,它不是完整的控制系统,而是位于控制设备之上,侧重于管理的纯软件。
SCADA所接的控制设备通常是PLC(可编程控制器),也可以是智能表,板卡等。
SCADA控制系统硬件系统一般包括有数据采集设备及控制设备以及数据通信设备,SCADA系统一般都是通过数字量或者模拟量实现的,其典型采集及控制设备有开关量输入输出模块,模拟量采集控制模块等设备,数据通信设备一般都是基于数据通信方式而定,通信方式包括无线数据传输,现场总线传输,TCP/IP网络传输,光纤传输以及卫星通信。
计算机放在监控中心,对系统传送过来的数据进行分析整理,并且发出命令控制系统。
数据采集与监视控制软件系统具有以下几个特征:1.图形界面,以方便人们可以直观的监视整个系统,并且很方便的观看采集上来的数据。
SCADA系统在电力监控中的应用SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统是一种用于监控和控制工业过程的系统,广泛应用于电力、水务、交通等领域。
在电力监控中,SCADA系统扮演着至关重要的角色,它能够实时监测电力系统的运行状态、数据信息,并能够迅速做出响应,确保电力系统的安全稳定运行。
本文将重点探讨SCADA系统在电力监控中的应用。
一、SCADA系统的基本原理SCADA系统由远程终端单元(RTU)、主站计算机、通信网络等组成。
RTU负责采集现场数据,将数据传输给主站计算机;主站计算机接收数据并进行处理,操作员通过主站计算机监控和控制现场设备。
通信网络则承载数据传输的任务。
SCADA系统通过这种分布式架构实现对电力系统的监控和控制。
二、SCADA系统在电力监控中的功能1. 实时监测:SCADA系统能够实时监测电力系统的各项参数,如电压、电流、频率等,及时发现异常情况。
2. 数据采集:SCADA系统可以对电力系统的数据进行采集、存储和管理,形成历史数据,为后续分析提供支持。
3. 远程控制:操作员可以通过SCADA系统远程控制电力系统的设备,实现对电力系统的远程操作。
4. 报警功能:当电力系统出现异常情况时,SCADA系统能够及时发出警报,提醒操作员注意并采取相应措施。
5. 数据分析:SCADA系统可以对电力系统的数据进行分析,帮助运维人员了解电力系统的运行状况,预测可能出现的问题。
三、SCADA系统在电力监控中的应用案例1. 实时监测:SCADA系统可以实时监测电力系统的电压、电流、功率因数等参数,及时了解电力系统的运行状态。
例如,当电压异常波动时,SCADA系统能够立即发出警报,运维人员可以及时处理,避免事故发生。
2. 远程控制:SCADA系统可以实现对电力系统的远程控制,操作员无需亲临现场即可对设备进行操作。
例如,当需要对某个设备进行调整时,操作员可以通过SCADA系统进行远程操作,提高了工作效率,减少了人力成本。
铁路信号灯无线SCADA系统1引言铁路信号灯无线SCADA系统包含两个层次,一是中心上位机HMI (HumanMachineInterface)系统,即数据处理和显示系统;另一个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。
在铁路信号灯无线SCADA系统中心的上位机部分,监控主站通常采用IEEE802.3局域网络标准(如传输速率为10M/100M自适应)的双工以太网,构成以计算机设备为核心,以功能为模块,以节点为单元并配备组态软件的调度中心监控系统。
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 (RemoteTerminalUnit)。
监控从站与主站的通信通道选择230MHz 频段的专用数传频点。
为了减轻网络负担,提高各节点之间的相互独立性,考虑到系统的多路径访问能力和以后系统的扩容,我们采用了最为通用的轮询方式(Client/Server模式),通讯设备选择当前国际最为先进的MDS公司(MicrowaveDataSysteminc.)研制的唯一使用DSP技术并具有前向纠错功能的MDS2710A数传电台。
2系统结构监控主站部分是整个监控系统的核心,运行着实时数据库,具有数据处理,报警发布等功能。
由于监控主站十分重要,因而大部分的调度监控系统对其采用双重配置,冗余结构,互为备用。
其主要功能包括:(1)、遥测、遥信功能;(2)、遥控功能;(3)、告警处理功能;(4)、历史数据处理功能;(5)、安全管理功能;(6)、系统在线显示功能;(7)、系统组态,完成网络节点、路径、报警、安全等参数的设置功能。
从站部分是专为处理大量远程数据通讯而设计的设备。
主要作为运动数据通道接口,扩大远程I/O的容量,完成数据的发送、接收及数据的子处理(简单称RCG)。
一般意义上通常指硬件层上各种数据采集设备,如各种RTU、FTU、plc及各种智能控制设备等等,他们负责将现场的各种实时信息传送给主站系统,并可转发来自控制中心的控制命令。
基于无线技术的SCADA系统设计与实现的开题报告一、选题背景SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统是一种用于控制和监测远程工业过程的自动化系统。
传统的SCADA系统多采用有线连接方式,但无线技术的发展,使得无线SCADA系统具有更好的可扩展性和适应性。
因此,本课题选取了基于无线技术的SCADA系统设计与实现作为研究方向。
二、研究目标本课题旨在设计并实现一种基于无线技术的SCADA系统,探索无线通信技术在SCADA系统中的应用,提高系统的可靠性、安全性、实时性和可管理性。
具体研究目标包括:1.选取适合SCADA系统的无线通信技术,并建立通信模型。
2.设计和实现SCADA系统的网络拓扑和数据采集模块。
3.优化系统的数据处理和管理算法,提高数据精度和实时性。
4.加强系统的安全防护,在满足SCADA系统实时性的基础上,保证系统的安全性。
三、研究内容1.无线通信技术的研究和应用:无线通信技术的选取是无线SCADA系统中的关键问题,涉及到系统的可靠性、传输速度、通信覆盖范围等。
本课题将研究不同无线通信技术的特点和优劣,并确定适合SCADA系统的通信方式和协议。
同时,研究无线通信模型和信道建模,建立SCADA系统通信模型。
2.网络拓扑和数据采集模块的设计:基于无线网络,设计适合SCADA系统的网络拓扑结构,建立数据传输通道,实现数据采集模块的设计和开发。
数据采集模块的设计需要考虑数据类型、传输数据量和数据采集周期等因素,并实现数据存储和处理。
3.数据处理和管理算法的优化:通过对数据采集模块中的数据进行处理和分析,优化算法,提高数据的精度和实时性。
在此基础上,对系统进行数据的管理和监视,例如对异常数据的拉闸、对运行数据的记录和对接收到的数据进行统计分析等。
4.系统安全防护的设计:系统安全防护是实现无线SCADA系统的必要条件。
在保证系统实时性的基础上,结合无线网络的特点,采取相应的安全防护措施,如数据加密、身份认证和访问控制等。
什么是SCADA?作者:xyz001,2004-3-10 9:43:00 发表于:《SCADA论坛》共有0人回复,702次点击加为好友发送留言一. 什么是SCADA?SCADA = Supervision Control + Data Acquisition监控+ 数据采集系统SCADA即分布式数据采集和监控系统, 属于中小规模的测控系统. 它集中了PLC系统的现场测控功能和DCS系统的信息共享和组网通信能力的两大优点, 其特点是信道可配置为有线通信系统, 也可是无线通信系统, 性能价格比高, 适于地域广阔的应用环境的无线通信系统是其突出特点.MOSCAD是由MOTOROLA公司设计的, 可扩展的SCADA系统. 其主要应用市场包括水和水处理(水泵站, 污水处理站), 石油及天然气, 电力(电站, 输变电网), 通信监控, 保安及报警等. MOSCAD系统的主要组件包括中心站, 通信网络(有线, 无线, 微波, 光纤, 卫星), RTU(远程终端单元)和用于远程开发和与诊断的工具箱(TOOLBOX). MOSCAD是标准化的, 开放的系统, 可扩展性强, 它的RTU采用模块化结构, 中心站软件采用组态, 这对于在每个RTU上扩展测控目标, 对于整个MOSCAD系统增加RTU数量, 对于系统的诊断和修复都极为有利. 同时中心站软件的开放性, 使其可利用各种手段与第三方软件进行数据交换, 将系统与MIS系统连接起来. 标准化的SCADA系统加上MOTOROLA的先进的无线通信系统就是MOSCAD.二. MOSCAD系统构成SCADA系统通常由SCADA中心站, 通信网络, 远程终端单元(RTU)和用户前端设备组成. MOSCAD的中心站一般由运行SCADA软件的, 如PCSOFT公司的WIZCON, 计算机系统和作为中心站与网络系统间接口的通信处理器MCP 组成. MOSCAD多采用的通信处理器有MCP-M, MCP-T, 通过RS232(Modbus)或Ethernet TCP/IP LAN与主机相连.MOSCAD的通信网络系统可以是有线的, 也可是无线的, 采用的通信协议是MDLC - Motorola Data Link Communication. MDLC能保证在极其恶劣的环境中十分可靠的通信.MOSCAD的RTU集本地测控功能(PLC)和完善的通信功能于一体, 由功能很强的32位微处理器(68302), 各种I/O 模板, 电台, 电池, 电源和机箱/机架组成, 用于对本地前端用户设备的监控和数据采集,同时又能通过广域网(有线/无线)与主控制机/其它RTU互连。
远程无线SCADA系统软件中无线通信功能的方案设计摘要:本论文主要介绍远程无线SCADA系统上位机软件的通信部分,包括无线通信模块的介绍,MSComm控件在VB中的使用。
关键词:远程无线通信 TC35模块 SCADA一、引言随着计算机技术、网络技术和控制技术的发展,工业或者民用设备的自动化程度越来越高,为了更好的利用现在已有的硬件设备,无线通信无疑起着非常重要的作用。
远程无线SCADA系统不仅可以用于城市泵站排水系统的远程监控,还可以应用在交通监管、环境检测、路灯监控系统等领域。
SCADA是英文Supervisory Control and Data Acquisition的缩写,意即“监视控制和数据采集系统”。
SCADA系统是近年来随着计算机的迅速发展而兴起的自动化应用系统,主要功能是完成数据的采集、传输和远程控制,可广泛应用于供水、供电、燃气、油田等行业。
城市泵站远程控制系统正是SCADA系统的一个典型应用。
二、系统简介远程无线SCADA系统的核心部分即是其通信部分,以城市泵站排水系统工程为例,只有控制室和各个泵站之间通信才能获得实时、准确的数据,为接下来的数据处理做准备。
在控制室和各个泵站通信的时候使用无线通信模块进行通信,不管是对控制室的上位机还是各个泵站的下位机都使用软件来控制无线通信模块的,城市泵站远程监控系统的软件部分分为下位机监控软件和上位机监控软件。
其中下位机监控软件是用汇编语言编写的单片机程序,它主要负责接收上位机发送来的信息,并对传感器传来的液位信号进行编码传输以及对远程工作室传来的控制信号进行响应等,主要功能包括完成信息的接收发送、变送、滤波、标度变换、报警、显示、编码等功能。
对于上位机监控程序,我们选用Windows操作系统为开发平台,使用在工业控制领域流行的Visual Basic为应用程序开发工具。
该通信软件具有界面友好,用户使用方便,运行速度快,控制功能齐全的特点。
应用实例SCADA系统及其应用SCADA S y stem and its A pp lication(北方交通大学,北京100044)孙明春金敏摘要:介绍了SCADA系统的基本概念,详细分析了M OSCAD系统,与PLC、DCS系统进行了比较,并给出应用实例。
关键词:测控;数据采集Abstract:This p a p er int roduces the conce p t of the SCA DA,analyzes t he MOSCAD syst em and compares it w ith PLC and DCS,at last provides the application. Key words:supervisor cont rol;data acquisit ion1SCADA系统介绍1.1SCADA系统SCADA(Super visor Co ntro l And Data Acquisition)系统,即监测监控及数据采集系统。
它可以实时采集现场数据,对工业现场进行本地或远程的自动控制,对工艺流程进行全面、实时的监视,并为生产、调度和管理提供必要的数据。
SCADA系统主要应用于水利、石油、供电等行业中,用于地理环境恶劣无人值守的环境下进行远程控制。
它的主要结构包括远程控制单元RT U(Remo te Term inal U nit)、通讯网络及中心站。
(1)RTU主要作用是进行数据采集及本地控制,进行本地控制时作为系统中一个独立的工作站,这时RT U可以独立的完成连锁控制、前馈控制、反馈控制、PID等工业上常用的控制调节功能;进行数据采集时作为一个远程数据通讯单元,完成或响应本站与中心站或其它站的通讯和遥控任务。
它的主要配置有CPU模板、I/O(输入/输出)模板、通讯接口单元,以及通讯机(RADIO)、天线、电源、机箱等辅助设备。
RTU能执行的任务流程取决于下载到CPU 中的程序,CPU的程序可用工程中常用的编程语言编写,如梯形图、C语言等。
SCADA系统设计1.SCADA系统介绍SCADA(Supervisor Control And Data Acquisition)系统,即监测控制与数据采集系统,属分布式系统。
系统网络中的每一个节点,独立执行分配的任务,不会因为一个节点的离线,影响整个网络的运行。
SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
其功能是用于生产过程的调度管理。
即:实时采集现场数据,对工业现场进行本地或远程的自动控制,对工艺流程进行全面、动态和实时的监视。
2.SCADA系统的应用领域SCADA系统目前主要应用于市政管网、水利、石油、供电、环保、制造业等各个行业中。
3.SCADA系统组成3.1.SCADA技术建立在计算机、通讯、控制、传感器基础上。
3.2.它的主要结构由中央计算机管理系统、通讯系统、控制单元PLC和RIO等三级组成。
4.SCADA系统功能设计4.1.软件需求及显示屏规格SCADA操作系统:Microsoft Windows7/ Windows Server 2008以上版本且为64bits。
SCADA人机接口软件:FTView SE。
屏幕画面:一律使用23“TFT-LCD屏幕,分辨率设定为1920*1080(16:9寛屏幕),32 bit Full Color。
4.2.数据采集及记录功能4.2.1.通过自带协议或第三方Kepserver软件提供多种数据采集程序,可读取各类设备的数据,并记录。
4.2.2.SCADA NODE命名规范SCADA NODE名称(计算机名称)需加上各系统之代码,以避免重复,一律使用英文字大写。
规则如下:字段1 字段2 字段3 字段4字段一:建筑名称字段二:计算机所在区域名称字段三:系统代码(详附录)字段四:计算机名称,例如PC1、PC2...。
Example:B1-2F-CR1-PC14.2.3.SCADA NODE and PLC NODE IP地址监控系统列表,每个子系统皆预留IP Address,子网掩码设定为255.255.255.0,网络工作组统一命名。
基于无线通讯的分布式的SCADA系统——WSCADA 2000
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即监视控制和数据采集系统。
WSCADA 2000是wireless_based的分布式的SCADA系统,它集中了PLC系统的现场测控功能和DCS系统的信息共享和组网通信能力的两大优点, 其突出特点是信道配置为无线通信系统, 性能价格比很高, 适于地域广阔的应用环境的无线通信系统。
WSCADA 2000将先进的计算机技术、工业控制技术、通信技术有机地结合在一起,既具有强大的现场测控功能,又具有极强的组网通信能力,实现远程遥测和遥控功能,它为实现远程自动化数据采集和远程控制提供了最基本的平台。
下面以一个应用于某城市供水调度系统为例,扼要地说明一下WSCADA 2000的系统结构、功能、优缺点及应用推广前景等。
一、系统结构和特点
(一)系统结构
在现代水厂自动化解决方案中,无线数据采集、传输是由专业的数据传输电台来完成的。
主控站的上位机运行工业组态软件,通过数据传输电台之间以随机访问(CSMA/CD)方式实现无线信道共享点对点通信,数据传输电台下可以连接上位机、PLC、RTU或数据采集设备等,电台工作于专用数传频段(223-235MHz),数据接口为RS-232/485,传输速率由300-38400bps可选。
这种无线通讯网络的覆盖半径依地理状况等因素不同可以达到
30-50公里。
系统结构如下图所示(以MDS2710A为例):
系统技术方案:软硬件配置采用WSCADA 2000,上位机采用国内先进的工业组态软件MCGS,在此基础上进行二次开发(无线驱动程序的开发)。
(二)系统特点
随着社会经济的不断发展,必然促使自来水工艺水平的不断提高。
它以提高供水质量,提高供水系统安全,降低人耗、物耗和水耗这一综合效益为目标,这在"城市供水行业2000年技术进步规划"中已有阐述。
为了达到这一目标,要求供水调度系统从设计和选型上就必须考虑到水厂、管网和管理信息系统的一体化和配套完整性。
因此对于生产过程自动化和现代化检测技术的需求,对于自来水供调度远程监控和数据采集系统(SCADA)的需求也就随之而来。
某城市供水调度系统特点是水厂多分布在距城市中心较远的地区,自来水管网分布面广,采用有线方式传送现场数据的难度较大,采用无线通信是最为可行的。
故适合采用无线通讯方式的SCADA系统。
二、系统各级功能描述
某城市供水调度系统由二级调度中心和现场RTU组成。
二级调度中心即总调中心和厂调中心,总调中心的主要功能是实现对整个水务总公司的数据显示、报表分析、控制命令和优化调度并将数据送至上级的管理信息系统;厂调中心所完成的主要功能是通过有线或无线数传方式实现监测水厂及所辖水井、管网各种类型的工艺参数,并将回收的数据以友好的图形界面提供给用户,建立历史数据库、报警管理、报表打印、共享回收的数据和系统工程师可在中心站(或任意其它RTU)上对RTU进行远程维护及监视;现场RTU实现对现场数据的采集和控制命令的执行。
整个系统共有总调中心1个,厂调中心5个,测压点17个和现场RTU 90个。
总之,该系统的主要功能是监测自来水生产和输配过程的工艺参数,控制(自动、远操或手动)有关设备的运行。
系统各级功能描述
(一)厂调中心和现场RTU功能:
将管网压力数据采样点和水厂的数据采集量及现场控制信号, 通过有线或无线系统发给上级调度中心。
(1)模拟量采集:管网压力、机温、电压、电流、瞬时流量;
(2)数字量采集:水泵状态;
(3)脉冲量采集:电度、累计流量;
(4)数据处理和发送功能:数据打包处理和"逢变则报"(Change Of State)发送或定时发送;
(5)画面显示:工艺流程图、采样点工况图、各采样参数历史趋势和实时趋势图等;
(6)系统组态:包括上下量程、上下限报警值及各系数的组态;
(7)过程报警:当某参数越限,或系统出现故障时自动报警;
(8)过程控制:可对机泵、阀门进行开、关、停等控制。
对处于维修状态的设备,在画面上有标识;
(9)计算功能:对输配流量,耗电量及各水泵的运行时间进行累计计算;
(10)人工补录:当设备故障时,数据未能连续采集时,可人工补录历史数据定时或随时打印生产班报表,日报表,月报表;
(二)总调中心功能
总调度中心的主要功能为接收各水厂和管网的数据,并以图形界面方式显示,建立历史数据库,报警管理,报表打印。
WSCADA 2000总调中心由监控和管理级的计算机系统或计算机网络构成,负责接收和处理来自各测站RTU的数据及相关信息。
总调中心根据网络在线数据和历史数据完成对全流域的管理和调度,提供有关数据报表,及向各测站发布指令。
处于对系统可靠性的考虑,中心站主机采用双机热备模式,当系统中的一台设备出现故障时,通过上位机组态软件的判断与切换由另一台设备继续工作,保证系统可持续性工作。
(1)数据通讯采集:接收水厂和管网测压点的压力、流量、泵运行参数、耗电量等信息。
对采集的数据进行统计和处理并提供对整个系统的网络数据库管理;
(2)画面显示:厂站、管网的动态运行图、实时趋势图、棒图、运行报表、及其其他自定义画面;同时显示日期, 时间, 报警, 数据, 工艺流程, 设备状态, 趋势, 操作指导, 调度指令等;
(3)报警管理:提供全方位的报警功能,可在多种画面中以直观方式通知调度人员系统发生异常。
不同级别的报警可在所有操作员站上接收,报警没有确认时保持闪光,报警内容有:实际值和偏差值报警、给定值限值报警、系统自诊断报警、识别变送器运行在4-20mA范围以外的报警、输出限幅报警、电源故障报警、模板故障报警、通信故障报警等等;
(4)实时数据库和历史数据库的生成;
(5)数据转发:将实时数据通过网络送到企业管理信息系统(MIS);
(6)事故追忆:对事故发生前后的运行情况和各类报警进行记录,以便分析事故的原因;
(7)打印:1)随机报警打印2)定时或随时报表打印:班报、日报、月报、年报等;
(8)统计计算和分析:系统能对供水量、供水总量等进行统计计算,并具有数据存储、查询、建帐等功能,供管理人员进行分析;
(9)实时监控:可选择任一压力点进行实时监控;
(10)过程控制:可对各厂机泵、阀门开、关、停等控制,且有操作权限密码;
(11)人工补录:当某站点故障,数据未能连续采集时,可人工补录历史数据, 以使报表数据完整;
(12)系统定义及维护: 编组显示回路分配, 趋势显示和趋势数据分配, 每个回路数据库生成和更新, 画面显示和报表格式生成和更新,被选装置详细情况指示和自诊断, 锁住和解锁, 回路增加和减少;
(13)控制:顺序控制、紧急连锁控制和先进控制;
(14)信号管理:各种信号自动保存在存储器中,通过键盘能方便地调出保存的信息,当存储器溢出时,系统可通知操作员;
(15)提供对各RTU参数远程设置;
(16)管理级功能: 包括总经理室、副总经理室、生产处等。
管理级操作站的主要功能为实时动态显示由调度室传输来的数据、报表等,供决策管理层参考。
实现数据调用,功能等同调度计算机。
三、系统设计原则
WSCADA 2000主要追求的目标是系统技术先进,具有高可靠性和稳定性;系统应具有高可配置性和兼容性,易于开发,易于维护;具有较高的性能/价格比。
硬件系统的先进性和稳定性;通信协议的可靠性和高效性;与PLC系统接口的正确性;以各种媒体作信道的效率及兼容性。
系统主要设计原则如下:
(1)硬件设备先进可靠,技术成熟,能安全运行于野外恶劣环境。
硬件设备能与现场工艺仪表和控制执行机构规范化接口,配套完整;
(2)软件具有开放的结构,技术成熟,能确保过程控制及管理系统可靠运行;
(3)整个系统使用方便,性能可靠,开放性扩展性强,性能价格比高,能够保护用户的投资效益;
(4)水厂自动化监控系统具有高水平。
四、WSCADA 2000的优势
(一)WSCADA 2000的优势
(1)组态方便,技术先进,运行可靠;
(2)系统兼容性强,能够充分保护用户关于自来水生产过程自动化和自动监测技术改造的早期投资;
(3)具有基于标准的ISO OSI七层网络通信规约的通信协议CSMA/CD,保证系统可在同一无线通信网络上实现快速、可靠的现场数据的传输和语音通话;
(4)上位机采用国内先进的工业组态软件MCGS功能强,开放程度高,易于掌握,易于开发;
具有较高的性能/价格比。
(二)市场前景和推广应用
根据"城市供水行业2000年技术进步规划"的要求,目前,各类水司均在改
造、建设或筹建供水调度SCADA系统。
可以说,供水调度SCADA系统在今天已不再是可有可无的锦上添花,而是企业管理系统内的一个必要配置。
当今,国内已经自主开发出的SCADA系统,无论从功能上还是性能上来说(特别是在SCADA系统与PLC系统的协议转换功能、远程诊断维护功能、系统整体的可靠性、通信协议的高效性和系统的开放性等方面),尚未能完全达到实用的要求。
正是在这种背景下,WSCADA 2000应运而生了。
而WSCADA 2000系统的成功开发,无疑为城市供水调度SCADA系统的升级改造奠定了坚实的基础;对我国城市供水科技进步,也同样起到了积极的作用。