SCADA数据采集与监视控制系统简介_kunli
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什么是SCADA
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。
一、 SCADA系统概述
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
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统;它应用领域很广,可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统,涉及到组态软件、数据传输链路(如:数传电台、GPRS等)工业隔离安全网关,其中安全隔离网关是保证工业信息网络的安全的,工业上大多数都要用到这种安全防护性的网关,防止病毒,以保证工业数据、信息的安全。其中的一种隔离网关是:工业安全防护网关pSafetyLink,简称隔离网关。
SIMATIC SCADA 系统:让每个领域均达到新的效率水平
无论是生产自动化还是基础设施应用,SIMATIC SCADA 系统都可让其达到新的效率水平。用于运行管理的 SIMATIC WinCC
Professional 和 SIMATIC WinCC V7 以及用于具体应用的 SIMATIC
WinCC Open Architecture 均支持各种国际标准与平台。这样就简化了现有硬件的集成,并可以无缝集成在 IT 环境中。移动解决方案和创新操作方式可确保方便快速地访问工厂信息,而广泛的安全标准可防止发生操作错误。
西门子 SCADA 系统在整个生命周期内具有可扩展性,从而可随时扩展现有系统。这就保证了投资安全性。无论是单用户系统、多用户系统还是广泛分布的系统,您都可以使用 SCADA 系统来实现机器设备、生产线和整个工厂的可视化,从而确保透明性。这样,您就可以发现优化潜力,有效缩短停产时间,并保证产品迅速投放市场。
第一章 SCADA系统
1.1. SCADA系统的意义
SCADA是Supervisory ControI And Data AcquiSition System 的缩写,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。
了解生产情况是实施科学生产的基础,如果生产过程分布很近,可以采用就近控制的办法,就地接线,就地监视,就地控制,对于复杂的过程生产采用DCS系统控制的比较多,也有采用PLC的或者专业控制器。而对于生产各个环节分布距离非常远的,比如几公里,几十公里,几百公里甚至几千公里的,如变电站,天然气管线,油田,自来水管网,随着技术的发展,人们慢慢发展出远程采集监视控制系统,称为SCADA系统。
SCADA系统与其他系统的区别在于:
分布区域广泛
主站与控制对象距离远
监控终端的工作条件苛刻
通讯系统复杂多变
通讯系统不保证可靠传输
1.2. SCADA系统的构成
SCADA系统主要包括三部分组成,主站端,通讯系统和远程终端单元
主站一般采用先进的计算机,有着良好的图形支持,现在采用PC计算机和WINDOWS系统居多,在历史上,曾经有很多系统采用UNIX系统和XWINDOWS图形界面。一个主站可能的分站数量从几十到几百、几千个不等。
通讯系统就非常复杂了,有线的包括音频电缆、载波电缆、光纤、电力载波等,无线的包括电台、卫星、微波等。
远程终端单元(RTU or TeleControl )的品种也很多,大的系统由很多机柜组成,小的系统可能就是一个小盒子。
1.3. SCADA的主站系统
SCADA系统的主站过去由很多著名的系统是基于UNIX操作系统家族和XWINDOW图形界面的。
随着计算机系统的发展,特别是PC机的发展,PC机和PC机上运行的操作系统在扮演着越来越重要的角色。
1- 1 -管道SCADA系统简介
1- 1 管道SCADA系统简介
监控和数据采集SCADA(Supervisory Control and Data
Acquistion)系统的主要组成部分是:远程终端设备RTU(Remote
Terminal Units)、主站计算机(包括硬件和软件)、操作人员数据显示和控制盘及有关的外围设备。SCADA系统是通过采用各种检测仪表、显示和调节仪表、控制装置及计算机等自动化设备,对管道生产过程进行自动检测、监视、控制和管理,以保证安全、平稳、经济地输油。新一代的SCADA系统中实现的目标是提供具有开放的SCADA系统,先进的网络技术、安全的运行管理,实现各种最优的技术经济指标,提高经济效益和劳动生产效率,节约能源,改善劳动条件,安全的生产等目的。
1. SCADA系统的特点
1.1 系统特征
由于功能强大而成本低廉的微处理器的广泛应用,现代的SCADA系统具有分散式结构,即原先主机的功能分散给几个由局域网连接的微处理机。各个微处理机完成特定的部分或全部任务功能。其中的一些微处理机可以作为冗余来提高系统的性能。这种冗余分散的思路是从分散式数据库中借鉴来的。这么一种结构提供了许多优点:
1).系统的可靠性大大提高;
2).由于多个微处理器的应用,处理数据的速度加快,系统的效率提高;
3).系统的扩展和改造相对以前更为容易。
这样的系统受地理条件(空间跨度大)的限制降到最低。由于网络中客户服务器思路的引入,这样的结构非常易于理解和实现。
1.2 计算机通讯
网络技术对于SCADA系统的发展有很大的促进作用。它已经影响了SCADA系统的结构。同时,像异步传输模式(ATM),光纤分布式数据接口等新的技术将更一步促进SCADA系统的发展。网络通讯技术直接关系到数据的传输速度,传输的可靠性和保密性。
1.3 计算机技术 1- 2 -管道SCADA系统简介