SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统(tǒng),即数(shù)据采集与(yǔ)监视控制系统。以远(yuǎn)程数据(jù)采(cǎi)集和监控为主要功能的SCADA系统和DCS、PLC一样,是工业过程自动化和信(xìn)息(xī)化(huà)不(bú)可或缺的基本系(xì)统。SCADA系统(tǒng)从70年代(dài)诞(dàn)生,从基于专用计算机和专用操作系(xì)统到基于(yú)通用计算机、分布式计算机(jī)网络和数据库技术,能够实现大范围联(lián)网,SCADA系统(tǒng)已经发展为第(dì)三代以上(shàng)。SCADA系(xì)统呈现出向(xiàng)开放的体系结构,在20世纪90年代中期, SCADA制造(zào)商与解决方(fāng)案提供商(shāng)越来越(yuè)多地选择了开放的(de)通(tōng)信协议,如IEC60870-5-101/104、IEC61850、DNP3串(chuàn)行(háng)和(hé)DNP3 LAN/WAN,这使(shǐ)得用户在(zài)开发系统时,可以更方便(biàn)地(dì)从各种(zhǒng)厂商的(de)产(chǎn)品中加以选择,来实现优化的"混合匹配"。到(dào)了20世纪(jì)90年代后期(qī),各个I/O制造商继续向(xiàng)着开放性的方向发展,更多偏向于采用像(xiàng)MODBUSRTU/ASCII那样开放的消(xiāo)息(xī)结(jié)构(gòu)。2000年以后,随着(zhe)以(yǐ)太网在工业领(lǐng)域应用被普遍接受,大(dà)多数SCADA市场仍然接受了以太网技(jì)术。"软件即是服(fú)务"理念也(yě)广泛深入到SCADA各个领域
由于SCADA系统三代的(de)演进,工业互联网技术已经日益渗透到第三代(dài)SCADA系(xì)统,我们明显地发现ICT通信系(xì)统(tǒng)的迅猛发展极大地影响着SCADA的(de)体(tǐ)系结(jié)构,不但(dàn)过(guò)去是(shì)这样,今后还是这样。 SCADA系(xì)统(tǒng)已经扩展到(dào)对移(yí)动的过程、装置和(hé)流程(chéng)的数据进行采集(jí)和监控,可实现无时不有、无处不在(zài)的SCADA。
SCADA系(xì)统调度平台(tái)软件的用途涵盖从现场监控站到调度中(zhōng)心,为(wéi)企业提供从下(xià)到上的完(wán)整的生产信息(xī)采集与集(jí)成服(fú)务(wù),从而为企(qǐ)业综合自动化、工厂数字化及(jí)完整的"管控(kòng)一体化"的解决方案提供支撑平台。
在(zài)实际应用中,SCADA比DCS、PLC的应(yīng)用(yòng)范围更广(guǎng)泛。它的(de)应(yīng)用(yòng)一般分为(wéi)三大类:第一类是工业过程,包括加工制造(zào)、生产、发电(diàn)、装配和(hé)炼(liàn)油、石(shí)化等(děng);依照其(qí)被加工的(de)介质流程分为连(lián)续、批处理(lǐ)和离散。第二类是基础(chǔ)设施,包括自来水厂(chǎng)和供水管网、废(fèi)水和污(wū)水管网和污水处(chù)理、输油/输气管线(xiàn)、输电和供电、大型通(tōng)信系统及城(chéng)市报警系统等。第三类是公共设施,包括对中大型建筑(zhù)物、机场、码头及地铁等(děng)的空调监控、能源管理和安保监控等。
SCADA系(xì)统(tǒng)可以广泛的应用于(yú)油田(tián),天然气,水利,能(néng)源管理、市(shì)政、烟(yān)草,煤(méi)矿(kuàng)等行业的生产调(diào)度(dù)中心、能源管控中心、远程维护中(zhōng)心、企业数据中心的部署与建设。
在应用了(le)SCADA系统(tǒng)后(hòu),可以取得了以下社会(huì)和经济(jì)效(xiào)益(yì):
极大地提(tí)高了生(shēng)产和运行管理(lǐ)的(de)安全性能和可(kě)靠程(chéng)度;
生(shēng)产配(pèi)方管(guǎn)理的自动化(huà)可大大提(tí)高产品的质(zhì)量和生(shēng)产的效率;
极(jí)大地减低了生产(chǎn)人员面临恶劣工作(zuò)环境的可能性,保证了(le)工作过程(chéng)中第一位的(de)人员的安(ān)全性;
可大大地减少(shǎo)不必要的(de)人工浪(làng)费(fèi);
通过生产过程的集中(zhōng)控制和管理,极大地提高企(qǐ)业作为一个整体效率的竞(jìng)争(zhēng)能力;
系(xì)统(tǒng)通过对设备生产(chǎn)趋势的保(bǎo)留(liú)和处理,可提高预测突发事(shì)件(jiàn)的能力,在紧急情况下的快速(sù)反应和处(chù)理能力可极(jí)大地减少生(shēng)命和财产的损失,从而可带来潜在的社会和经(jīng)济效(xiào)益;
SCADA系统调度平(píng)台软件在调度控制中心和区域控制站通过(guò)SCADA系统可完成对系(xì)统的监控和运行管理(lǐ),各工(gōng)艺站(zhàn)场可实现无人职守。
调度控制中心(xīn)的主要任务(wù)是通(tōng)过各站控系(xì)统或RTU对管网进行数据采集及(jí)监控,同时(shí)实现系统的在线(xiàn)模拟、运行计划、危(wēi)险源(yuán)及定位、运(yùn)行优化、计量管理、模拟培训等任务。调度(dù)控制中心的操作人员通过SCADA系(xì)统操作员工(gōng)作站(zhàn)所提供/显示的管网系统工艺过程(chéng)的压(yā)力、温度、流量、密度、设备运行状态等信息,完成对整个系(xì)统的操(cāo)作和管理。其(qí)主要功能如下:
数据采集和处理;工艺流程(chéng)的动态显示;报警显示、管理以及事件的查询、打印;实时数据的采集、归档(dàng)、管理以(yǐ)及(jí)趋势图显示;历(lì)史数据的归档、管理以及(jí)趋势图显示;生(shēng)产统计报表的生成(chéng)和(hé)打印;用户信息管理;下达调度和(hé)操作命令;危险(xiǎn)源(yuán)定位(wèi);系(xì)统事故处理,发出ESD命令;安全保护;控(kòng)制权限的确定;对(duì)全系统进行时钟同(tóng)步(bù);SCADA系统诊断;自(zì)控设备、仪(yí)表的(de)故障诊断和分析;网(wǎng)络监视(shì)及管理;通信信道监视及管理;数据通信信道故(gù)障时主备信(xìn)道(dào)的切(qiē)换;为信息化系(xì)统提供数据;与(yǔ)企业自(zì)动化管理(lǐ)系统平台(tái)连(lián)接、进行数据交换;与上级计算机(jī)系统通信(xìn)等。
为保(bǎo)证在意外事(shì)件(jiàn)发生时(shí),仍(réng)能实时地对(duì)系统运行进行调度管理,保持实时数据的采集、处理、存储的(de)功能(néng)。后备控制(zhì)中心的作用是在调度控制(zhì)中心由于任何原因不能(néng)对(duì)系统(tǒng)实(shí)施(shī)监控时(shí),后备控制中心将接(jiē)管系统控制权。
在正常情况下,各工(gōng)艺站场与主(zhǔ)调度(dù)控(kòng)制(zhì)中心(xīn)交换信息。调度控制中心与后备控制(zhì)中心通(tōng)过(guò)电信公网的(de)DDN专线(主信道)和无线通讯(xùn)(备(bèi)用信(xìn)道)进行数据实时传输,保证数(shù)据同步。后备控(kòng)制中心(xīn)随(suí)时监视和跟踪调(diào)度控制中心的运(yùn)行状态,一旦(dàn)发现调度控制(zhì)中心异常,立即自动或人(rén)工手动启(qǐ)动门站的后备控制中心(xīn)接管监控权。另外,调度控制(zhì)中心也(yě)可向(xiàng)通信网管中心(xīn)提出请求,将各工艺站场SCS与(yǔ)RTU的通信切换到后备控制中心。调度控制中心恢(huī)复正常后,它首先完成与后(hòu)备控制中心的数据同步,然后恢复对管网的监(jiān)控权。