深入浅出谈scada
玩机教程
2020-04-19 23:57:08
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一、什么是SCADA系统
SCADA(Supervisory监控 Control控制 And Data Acquisition数据收集)系统，即数据采集与监视控制系统，主要应用于电力、石油、化工、燃气等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等领域。
以燃气场站为例，下图就是一个典型的天然气场站SCADA系统，通过这样系统监测着场站里各种压力、流量、温度等设备的数据运转是否正常。场站里的设备种类多、数量多，SCADA系统具有采集、控制分散；管理集中的“集散控制系统”的特征。SCADA可以理解为不同厂家的管理监控系统（上位）对控制部分（下位）的数据采集与监控管理。
SCADA的产生应该是在上世纪80—90年代，当时各家自动控制系统相对独立，互相之间没有联络，这种垄断状况限制了自动化技术的发展，随着计算机技术的成熟，以计算机为基础的上位系统逐步发展起来，可以和各种厂家的控制部分去联络进行数据采集监控，从而打破当时各自动化厂商的垄断，这也使自动化技术逐步开放和发展起来。随着计算机与自动化技术的高速发展，各个系统都不再是独立系统，都纷纷推出各种接口功能去和其他系统去联络，这样就形成了这个控制系统的上位监控管理部分可以采集和监控别的控制系统的下位控制部分。
二、SCADA简短的历史
随着遥测技术的出现，SCADA的发展可以追溯到二十世纪初。遥测涉及通过感测实时条件获得的数据的传输和采集。随着电力，电报，电话和无线通信技术的融合，遥控条件的监测变得可能。在上个世纪，更多的工业，如天然气，电力和水务公司，使用遥测系统来监测偏远地区的进程。
SCADA始于六十年代初，作为在主站和远程终端单元（RTU）站之间作为输入/输出（I / O）信号传输的电子系统。主站将通过遥测网络从RTU接收I / O传输，然后将数据存储在主机上。
在七十年代初期，开发了DCS（分布式控制系统）。 ISAS5.1标准将分布式控制系统定义为在功能集成的同时由一个子系统组成的系统，这些子系统可以在物理上分开并且彼此远离。大型制造商和工艺设备利用DCS主要是因为需要大量的模拟控制。
进一步开发使分布式控制系统能够使用比RTU更智能的可编程逻辑控制器（PLC）能够控制站点而不从主站获取方向。
在九十年代后期，SCADA与DCS之间的差异模糊。 SCADA系统具有DCS功能。 DCS具有SCADA功能。系统根据设计师内置的某些控制功能进行定制。现在随着互联网被更多地用作通信工具，一旦旧的遥测系统变得越来越先进，互连和可访问的控制功能。正在开发自动软件产品以利用互联网的互连性，某些门户可以连接到SCADA系统并下载信息或控制流程。
今天，良好的SCADA系统不仅可以控制流程，还可用于测量，预测，计费，分析和规划。今天的SCADA系统必须满足一个全新的控制自动化水平，与昨天的过时设备连接，灵活性足以适应未来的变化。
三、SCADA典型架构
典型的SCADA像下图，分为场站端和管理端。
场站端：主要是三部分：下位机、通信网络、上位机。
管理端：一般包括前置采集、SCADA应用。
场站端：
下位机：侧重采集和控制。一般由RTU和PLC组成。
通信网络：实现上、下位机之间数据交流。
上位机：侧重监控功能。一般由电脑和服务组成，主要起到远程监控、报警处理、数据存储以及与其他系统集合的作用。
管理端（也叫中心端）
前置采集：各种采集设备的协议解析、转换。
SCADA应用：设备数据存储、监控。
四、庖丁解牛看SCADA
接下来分块来说，SCADA中的各个部件：
4.1 场站端-仪表
按照检测参数主要分四大类：压力仪表、温度仪表、流量仪表、液位仪表
常用的压力测量仪表：1、弹簧管式压力表；2、远传压力测量仪表
常用的温度测量仪表：1、显示仪表：如：玻璃液体温度计、双金属温度计；2、远传仪表：热电偶、热电阻、半导体等组成的远传仪表。
常用的流量测量仪表：1、速度式流量计（如孔板、涡轮、超声波等）；2、容积式流量计：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计等。
常用的液位测量仪表：1、浮子式液位计；2、差压式液位计。
4.2 场站端-下位机
SCADA的下位机侧重现场仪表数据的采集和控制，典型有：PLC、RTU。
SCADA(Supervisory监控 Control控制 And Data Acquisition数据收集)系统，即数据采集与监视控制系统，主要应用于电力、石油、化工、燃气等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等领域。
以燃气场站为例，下图就是一个典型的天然气场站SCADA系统，通过这样系统监测着场站里各种压力、流量、温度等设备的数据运转是否正常。场站里的设备种类多、数量多，SCADA系统具有采集、控制分散；管理集中的“集散控制系统”的特征。SCADA可以理解为不同厂家的管理监控系统（上位）对控制部分（下位）的数据采集与监控管理。
SCADA的产生应该是在上世纪80—90年代，当时各家自动控制系统相对独立，互相之间没有联络，这种垄断状况限制了自动化技术的发展，随着计算机技术的成熟，以计算机为基础的上位系统逐步发展起来，可以和各种厂家的控制部分去联络进行数据采集监控，从而打破当时各自动化厂商的垄断，这也使自动化技术逐步开放和发展起来。随着计算机与自动化技术的高速发展，各个系统都不再是独立系统，都纷纷推出各种接口功能去和其他系统去联络，这样就形成了这个控制系统的上位监控管理部分可以采集和监控别的控制系统的下位控制部分。
二、SCADA简短的历史
随着遥测技术的出现，SCADA的发展可以追溯到二十世纪初。遥测涉及通过感测实时条件获得的数据的传输和采集。随着电力，电报，电话和无线通信技术的融合，遥控条件的监测变得可能。在上个世纪，更多的工业，如天然气，电力和水务公司，使用遥测系统来监测偏远地区的进程。
SCADA始于六十年代初，作为在主站和远程终端单元（RTU）站之间作为输入/输出（I / O）信号传输的电子系统。主站将通过遥测网络从RTU接收I / O传输，然后将数据存储在主机上。
在七十年代初期，开发了DCS（分布式控制系统）。 ISAS5.1标准将分布式控制系统定义为在功能集成的同时由一个子系统组成的系统，这些子系统可以在物理上分开并且彼此远离。大型制造商和工艺设备利用DCS主要是因为需要大量的模拟控制。
进一步开发使分布式控制系统能够使用比RTU更智能的可编程逻辑控制器（PLC）能够控制站点而不从主站获取方向。
在九十年代后期，SCADA与DCS之间的差异模糊。 SCADA系统具有DCS功能。 DCS具有SCADA功能。系统根据设计师内置的某些控制功能进行定制。现在随着互联网被更多地用作通信工具，一旦旧的遥测系统变得越来越先进，互连和可访问的控制功能。正在开发自动软件产品以利用互联网的互连性，某些门户可以连接到SCADA系统并下载信息或控制流程。
今天，良好的SCADA系统不仅可以控制流程，还可用于测量，预测，计费，分析和规划。今天的SCADA系统必须满足一个全新的控制自动化水平，与昨天的过时设备连接，灵活性足以适应未来的变化。
三、SCADA典型架构
典型的SCADA像下图，分为场站端和管理端。
场站端：主要是三部分：下位机、通信网络、上位机。
管理端：一般包括前置采集、SCADA应用。
场站端：
下位机：侧重采集和控制。一般由RTU和PLC组成。
通信网络：实现上、下位机之间数据交流。
上位机：侧重监控功能。一般由电脑和服务组成，主要起到远程监控、报警处理、数据存储以及与其他系统集合的作用。
管理端（也叫中心端）
前置采集：各种采集设备的协议解析、转换。
SCADA应用：设备数据存储、监控。
四、庖丁解牛看SCADA
接下来分块来说，SCADA中的各个部件：
4.1 场站端-仪表
按照检测参数主要分四大类：压力仪表、温度仪表、流量仪表、液位仪表
常用的压力测量仪表：1、弹簧管式压力表；2、远传压力测量仪表
常用的温度测量仪表：1、显示仪表：如：玻璃液体温度计、双金属温度计；2、远传仪表：热电偶、热电阻、半导体等组成的远传仪表。
常用的流量测量仪表：1、速度式流量计（如孔板、涡轮、超声波等）；2、容积式流量计：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计等。
常用的液位测量仪表：1、浮子式液位计；2、差压式液位计。
4.2 场站端-下位机
SCADA的下位机侧重现场仪表数据的采集和控制，典型有：PLC、RTU。
