数据采集与监控系统

液位数据采集与监控系统方案

系统设计概述

该数据采集与监控系统主要由设备层设备（液位传感器）、无线数据采集装置、无线管理装置、管理计算机、服务器及监控管理软件、控制器等构成。本系统设计采用先进的软硬件技术和分层分布式网络结构，针对客户的实际情况提供下列解决方案。

该项目现已建设完成水池1座，为确保供水系统安全可靠运行；计划在原有水池处，建立一套液位检测系统，实时监测水池液位。

技术要求：

1、实现水池水位实时监控，在每个水池就地安装水位监控仪表。

2、实现4座水塔水位高、低限声光报警。

3、监控中心设置中央控制屏，屏上用模拟流程图显示水池水位数据。

4、由于水塔处于较高环境，所有设备应考虑增加防雷装置。

5、由于环境因素建议采用无线传送数据，可采用GPRS或电台等方式。

泵房控制系统一般在建筑设计规划的水电设计过程中已经设计好，大多为自动化抽水系统，如果尚未搭建自动化泵房管理系统，也可后期扩展项目中搭建。

设计标准

本技术方案以国家电气行业内有关监控、远动传输等相关技术规范为依据，结合目前国际电工标准及要求进行设计和配置，并对整个无线数据采集与监控系统进行认真细致地研究分析后提出的技术解决方案，所提供的相应的数据采集与监控系统及相关硬件装置、计算机及其配件等均符合相关行业标准及规范。

系统设计思想

系统设计充分考虑项目的实际情况，最大程度地实现相关功能，满足用户的相关要求，体现系统的各项技术特点，最终实现分散采集、集中监控。系统设计思想如下：

分层分布式结构：系统结构上采用分层分布式设计，纵向分为三层：监控层、无线网络通讯层和现场设备层；监控层包括管理计算机、服务器、监控软件、控制器等；无线网络通讯层包括无线传感采集装置、通讯管理装置等无线网络通信设备；现场设备层主要为液位传感器。

快速稳定的通讯传输形式：整个系统采用当今流行的无线网络通讯形式、现场总线控制。通讯传输中采用数字信号，保证了系统通讯的抗干扰能力和信息交换速度，提高了系统的智能化程度，整体上加强了系统稳定性和可靠性。

任课教师:王守相

天津大学电气与自动化工程学院

2013年

电力系统调度自动化及 EMS

电力系统调度自动化及 EMS 第二章 数据采集与监控系统 (SCADA第一节

SCADA 概述

第二节 交流数据采集与处理

第三节 远动终端 RTU

电力系统调度自动化及 EMS 第三节 远动终端 RTU

一、概述

三、远动终端硬件与软件配置

二、远动终端的功能

四、遥测信息采集

五、遥信信息采集

六、遥控及命令执行过程

七、遥调及命令执行过程

电力系统调度自动化及 EMS 一、概述

远动终端(Remote Terminal Unit是电网监视和控制系统 中安装在发电厂或变电站的一种远动装置,简称RTU。

作用:采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的 模拟量和状态量,监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量, 执行调度中心发住所在发电厂或变电站的控制和调节命令。

简言之,采集电网运行数据和执行调度命令。

电力系统调度自动化及 EMS 二、远动终端的功能

(一 远方功能:

RTU与调度中心之间通过远距离信息传输所完成的监控功 能。

(二 当地功能:

RTU通过自身或连接的显示、记录设备,实现对电网的监 视和控制的功能。

电力系统调度自动化及 EMS (一远方功能

1、遥测(Tele-measurement

2、遥信(Tele-indication、Tele-signalization

3、遥控(Tele-command

4、遥调(Tele-adjusting

电力系统调度自动化及 EMS (一远方功能

1、遥测(Tele-measurement

遥测即远程测量,它是将采集到的被监控发电厂或变电

站的主要参数按规约传送给调度中心。

电力系统调度自动化及 EMS (一远方功能

2、遥信(Tele-indication、Tele-signalization

遥信即远程信号。它是将采集到的被监控发电厂或变电

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)系统即数据采集和监控系统，它

是电网调度自动化系统的基础和核心， 负责采集和处理电力系统运行中的各种实时和非实时数

据，是电网调度中心各种应用软件主要的数据来源。 SCADA 系统包括实时数据采集、数据通信、

SCADA 系统支撑平台、前置子系统、后台子系统等。

数据采集包括反映物理过程特征的数据的产生，数据发送、接收和数据处理；监视控制不 仅包括对物理过程的直接控制，还包括管理性控制，只下发调控指令，由厂站端或者下级调度人 工调控。通常数据采集装置和控制装置安放在厂站端，与主站端监控系统并不在一起，所以要 实现数据采集和直接控制功能需要双向数据通信， 普通认为数据采集是信号上行的通信，而直 接控制是信号下行的通信。

一个 SCADA 系统通常由一个主站和多个子站(远方终端装置 RTU 或者变电站综合自动化 系统) 组成。 主站通常在调度控制中心 (主站端) ， 子站安装在变电站或者发电厂

(厂站 端) ，主站通过远动通道或者广域网实现与子站的通信，完成数据采集和监视控制。国分为五级 调度，主站除接收子站信息，还以数据通信方式接受从下级调度控制中心主站转发来的信息， 又向上级调度控制中心主站转发本站的信息。

厂站端是 SCADA 系统的实时数据源，又是进行控制的目的地。 SCADA 所采集的数据包括

摹拟量测量 (又称为“遥测”)，状态测点 (又称为“遥信”) 和脉冲累加量 (又称为“遥脉”)。

SCADA 系统的主站分为前置子系统和后台子系统，二者通过局域网相联相互进行通信。

前置子系统主要完成与厂站端及其它调度控制中心的通信， 并将获得的数据发送给后台

子系统。后台子系统进行数据处理。 SCADA 把这些最近扫描的已经处理的反映被监视系统状态

的数据存储在数据库中。画面联结数据库，于是画面就直观地给出该系统状态的正确景象。

数据采集与监控（SCADA）开发及应用方案

1. 实施背景

随着工业4.0和中国制造2025的推进，传统的制造业正在经历一场由信息技术驱动的重大变革。其中，数据采集与监控（SCADA）系统成为了实现产业自动化和智能化的重要工具。本方案旨在从产业结构改革的角度，探讨SCADA系统的开发和应用。

2. 工作原理

SCADA系统是基于计算机技术、网络通信技术及自动化控制技术的一套控制系统。其工作原理是通过对现场数据进行实时采集、传输、存储和分析，实现对设备运行状态的监控和管理。

3. 实施计划步骤

（1）需求分析：明确系统的需求，包括需要监控的设备、需要采集的数据、需要优化的工艺流程等。

（2）系统设计：根据需求分析结果，设计系统的架构、功能和界面。

（3）系统开发：依据设计文档，开发SCADA系统。

（4）系统测试：对开发完成的系统进行严格的测试，包括功能测试、性能测试及安全测试等。

（5）系统部署：将SCADA系统部署到现场，与设备连接，进行系统调试。

（6）运行维护：对系统进行日常的运行维护和升级。

4. 适用范围

本方案适用于各种制造业领域，如石油、化工、钢铁、电力等。通过SCADA系统的实施，企业可以实现生产过程的自动化、信息化和智能化，提高生产效率，降低运营成本。

5. 创新要点

（1）采用云计算技术，实现数据的高效存储和计算。

（2）利用大数据分析技术，对生产数据进行深度挖掘，为决策提供数据支持。

（3）引入物联网技术，实现设备的远程监控和管理。

（4）采用人工智能技术，实现系统的智能预警和自动控制。

6. 预期效果

通过SCADA系统的实施，企业可以预期达到以下效果：

（1）提高生产效率：通过自动化控制和实时监控，可以提高设备的运行效率和产品质量。

（2）降低运营成本：通过对能源、物料等资源的优化管理，可以降低企业的运营成本。

（3）增强安全性：通过实时监控和预警，可以及时发现和处理设备故障和安全隐患，保障企业生产的安全性。