SCADA系統(tǒng)及其應(yīng)用

1、SCADA系統(tǒng)介紹

SCADA（Supervisor Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，即監(jiān)測監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它可以實(shí)時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對工業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的自動控制，對工藝流程進(jìn)行全面、實(shí)時的監(jiān)視，并為生產(chǎn)、調(diào)度和管理提供必要的數(shù)據(jù)。

SCADA系統(tǒng)主要應(yīng)用于水利、石油、供電等行業(yè)中，用于地理環(huán)境惡劣無人值守的環(huán)境下進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。它的主要結(jié)構(gòu)包括遠(yuǎn)程控制單元RTU（Remote Terminal Unit）、通訊網(wǎng)絡(luò)及中心站。

(1)RTU 主要作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及本地控制，進(jìn)行本地控制時作為系統(tǒng)中一個獨(dú)立的工作站，這時RTU可以獨(dú)立的完成連鎖控制、前饋控制、反饋控制、PID等工業(yè)上常用的控制調(diào)節(jié)功能；進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時作為一個遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊單元，完成或響應(yīng)本站與中心站或其它站的通訊和遙控任務(wù)。

它的主要配置有CPU模板、I/O（輸入/輸出）模板、通訊接口單元，以及通訊機(jī)（RADIO）、天線、電源、機(jī)箱等輔助設(shè)備。

RTU能執(zhí)行的任務(wù)流程取決于下載到CPU中的程序，CPU的程序可用工程中常用的編程語言編寫，如梯形圖、C語言等。

I/O模板上的I/O通道是RTU與現(xiàn)場信號的接口，這些接口在符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上有多種樣式，滿足多種信號類型。I/O模板一般都插接在RTU的總線板槽上，通過總線與CPU相連。這種結(jié)構(gòu)易于I/O模板的更換和擴(kuò)展。

除I/O通道外，RTU的另一個重要的接口是RTU的通訊端口，RTU具有多個通訊端口，以便支持多個通訊鏈路。

2、系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)

主要用于RTU與中心站通訊及與其它RTU通訊。鏈路種類有無線、有線、微波、光纖。RTU可支持的通訊方式有中心站觸發(fā)的通訊方式和RTU觸發(fā)的通訊方式。

中心站觸發(fā)的通訊方式包括：

• 輪詢方式 由系統(tǒng)設(shè)置一個時間周期，每隔一個時間段系統(tǒng)進(jìn)行一次查詢，收中心站所需要的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

• 廣播方式 由中心站向所有RTU或某分組內(nèi)的RTU下發(fā)命令。
　　• 控制命令下發(fā)方式 如下發(fā)開、關(guān)控制命令，修改報警及控制權(quán)限，在通訊上有較高的優(yōu)先級。
　　• RTU觸發(fā)的通訊方式 包括事件觸發(fā)方式、突發(fā)傳輸方式、RTU對RTU的通訊。RTU可以在程序中根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置條件，以便在非常情況下中心站突發(fā)數(shù)據(jù)，這種突發(fā)方式在通訊中有較高的傳輸優(yōu)先級。RTU與RTU之間也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這種數(shù)據(jù)傳輸要靠編程來實(shí)現(xiàn)。

3、中心站

它是一個局域網(wǎng)，可包含多個工作站和支持網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備，以完成不同的工作。它通過中心站軟件管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，每個工作站通過組態(tài)畫面監(jiān)測現(xiàn)場站點(diǎn)，下發(fā)控制命令進(jìn)行控制，并完成工況圖、統(tǒng)計(jì)曲線、報表等功能。
SCADA系統(tǒng)的主要功能包括數(shù)據(jù)采集、本地和遠(yuǎn)程控制、多種通訊介質(zhì)聯(lián)接、易于重新配置及本地和遠(yuǎn)程診斷。
4、SCADA 與DCS系統(tǒng)的比較

DCS 系統(tǒng)，即集散工控制系統(tǒng)，屬90年代國際先進(jìn)水平大規(guī)模控制系統(tǒng)。它適用于測控點(diǎn)數(shù)多、測控精度高、測控速度快的工業(yè)現(xiàn)場，其特點(diǎn)是分散控制和集中監(jiān)視，具有組網(wǎng)通訊能力、測控功能強(qiáng)、運(yùn)行可靠、易于擴(kuò)展、組態(tài)方便、操作維護(hù)簡便，但系統(tǒng)的價格昂貴。
SCADA系統(tǒng)，即分布式數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，屬中小規(guī)模的測控系統(tǒng)。它集中了PLC系統(tǒng)的現(xiàn)場測控功能強(qiáng)和DCS系統(tǒng)的組網(wǎng)通訊能力的兩大優(yōu)點(diǎn)，性能價格比高。