SCADA系統(tǒng)技術(shù)的分析

　　一、SCADA系統(tǒng)介紹

　　SCADA是SupervisoryControIAndDataAcquiSitionSystem（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）的縮寫，SCADA系統(tǒng)是對分布距離遠(yuǎn)，生產(chǎn)單位分散的生產(chǎn)系統(tǒng)的一種數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制系統(tǒng)。它應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域，其中在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用更為廣泛，發(fā)展技術(shù)也最為成熟。它在遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中占重要地位，可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能，即我們所知的“四遙”功能。RTU（遠(yuǎn)程終端單元），F(xiàn)TU（饋線終端單元）是它的重要組成部分。在現(xiàn)今的變電站綜合自動(dòng)化建設(shè)中起了相當(dāng)重要的作用。它是架構(gòu)在PC之上的生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。當(dāng)然不同領(lǐng)域的應(yīng)用，所需功能也不盡相同，但是它們都具有以下基本特色：圖形操作介面；系統(tǒng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)模擬；即時(shí)和歷史資料趨勢曲線顯示；警報(bào)處理系統(tǒng)；資料獲取取與記錄；報(bào)表輸出。

　　二、SCADA模塊構(gòu)成

　　SCADA系統(tǒng)會(huì)包括以下的子系統(tǒng)：

　　1、人機(jī)界面（humanmachineinterface，簡稱HMI）是一個(gè)可以顯示程序狀態(tài)的設(shè)備，操作員可以依此設(shè)備監(jiān)控及控制程序。

　　人機(jī)界面（或簡稱為HMI）一個(gè)可以顯示程序狀態(tài)的設(shè)備，操作員可以依此設(shè)備監(jiān)控及控制程序。HMI會(huì)鏈接到SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫及軟件，讀取相關(guān)信息，以顯示趨勢、診斷數(shù)據(jù)及相關(guān)管理用的信息，如定期維護(hù)程序、物流信息、特定傳感器或機(jī)器的細(xì)部線路圖、或是可以協(xié)助故障排除的專家系統(tǒng)。

　　HMI系統(tǒng)常會(huì)用圖像的方式顯示系統(tǒng)的信息，而且會(huì)用圖像模擬實(shí)際的系統(tǒng)。操作員可以看到待控制系統(tǒng)的示意圖。例如一個(gè)連接到管路的泵浦圖標(biāo)，可以顯示泵浦正在運(yùn)轉(zhuǎn)，及管路中液體的流量，操作員可以使泵浦停機(jī)，HMI軟件會(huì)顯示管路中液體流量隨時(shí)間下降。模擬圖會(huì)包括線路圖及示意圖來表示制程中的元素，也可能用制程設(shè)備的圖片，上面再加上動(dòng)畫說明制程情形。

　　SCADA系統(tǒng)的HMI軟件一般會(huì)包括繪圖軟件，可以讓系統(tǒng)維護(hù)者修改系統(tǒng)在HMI中的呈現(xiàn)方式。呈現(xiàn)方式可以簡單到只有屏幕上的燈號(hào)，用燈號(hào)表示現(xiàn)場實(shí)際的狀態(tài)情形，也可以復(fù)雜到是用多臺(tái)投影機(jī)顯示摩天大樓中所有的電梯位置或是鐵路中所有列車的位置。

　　實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)時(shí)，警告處理是很重要的一個(gè)部份。系統(tǒng)會(huì)監(jiān)控指定的警告條件是否成立，以確定是否有警告事件發(fā)生。當(dāng)有警告事件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)采取對應(yīng)的行動(dòng)，例如啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)警告指示，或發(fā)出電子郵件或短信給系統(tǒng)管理者或SCADA操作員，告知已有警告事件。SCADA操作員需確認(rèn)警告事件，有些警告事件在確認(rèn)后其警告指示就會(huì)關(guān)閉，也有一些警告指示要在警告條件清除后才會(huì)關(guān)閉。

　　2、（計(jì)算機(jī)）監(jiān)控系統(tǒng)可以采集數(shù)據(jù)，也可以提交命令監(jiān)控程序的進(jìn)行。

　　3、遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)（RemoteTerminalUnit，簡稱RTU）連接許多程序中用到的傳感器，數(shù)據(jù)采集（Dataacquisition）后將數(shù)字的數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控系統(tǒng)。

　　遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)（RTU）可連接到其他設(shè)備。RTU可將設(shè)備上的電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字的值，例如一個(gè)開關(guān)或閥開/關(guān)的狀態(tài)，或是儀器量測到的壓力、流量、電壓或電流。也可以借由信號(hào)轉(zhuǎn)換及傳送信號(hào)來控制設(shè)備，例如特定開關(guān)或閥的打開/關(guān)閉，或是設(shè)置一個(gè)泵浦的速度。

　　4、可編程邏輯控制器（programmablelogiccontroller，簡稱PLC）因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜，用途廣泛，也常用作現(xiàn)場設(shè)備，取代特殊功能的遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)。

　　SCADA是調(diào)度管理層，PLC是現(xiàn)場設(shè)備層。PLC系統(tǒng)，即可編程控制器，適用于工業(yè)現(xiàn)場的測量控制，現(xiàn)場測控功能強(qiáng)，性能穩(wěn)定，可靠性高，技術(shù)成熟，使用廣泛，價(jià)格合理。SCADA的重點(diǎn)是在監(jiān)視、控制，可以實(shí)現(xiàn)部分邏輯功能，基本用于上位；PLC單純的實(shí)現(xiàn)邏輯功能和控制，不提供人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)操作需借助與按鈕指示燈、HMI以及SCADA系統(tǒng)；

　　5、通信網(wǎng)絡(luò)則是提供監(jiān)控系統(tǒng)及RTU（或PLC）之間傳輸數(shù)據(jù)的管道。

　　傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)會(huì)使用廣播、串行或是調(diào)制解調(diào)器來達(dá)到通信的機(jī)能，有些大型的SCADA系統(tǒng)（例如發(fā)電廠或鐵路）也常會(huì)使用架構(gòu)在同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）或同步數(shù)字體系（SDH）上的以太網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。SCADA系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程管理或監(jiān)視機(jī)能常稱為遙測。