SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与(yǔ)监(jiān)视(shì)控制系统。以远程数据采集和监控为主(zhǔ)要功能的SCADA系统和DCS、PLC一(yī)样,是工(gōng)业(yè)过程自动化(huà)和信息化不可或缺的基本系统(tǒng)。SCADA系统从70年代诞生(shēng),从基于(yú)专(zhuān)用计算机和专用操作系统到基于(yú)通用(yòng)计算机、分布式计算(suàn)机网络和数据库技术(shù),能够实现大范围联网,SCADA系统已经发展为第三代(dài)以(yǐ)上。SCADA系统呈现出向开放的体系(xì)结构,在20世(shì)纪(jì)90年代中期, SCADA制造商与解决方(fāng)案提供商越来(lái)越多地选择了开放的通信协议,如IEC60870-5-101/104、IEC61850、DNP3串(chuàn)行和DNP3 LAN/WAN,这使得用户在开发系统时,可以更方便地从各(gè)种(zhǒng)厂商的产(chǎn)品中加以选择,来实现优化的(de)"混合匹配(pèi)"。到(dào)了20世纪90年代(dài)后(hòu)期(qī),各个I/O制造商继续(xù)向着开放(fàng)性的方向(xiàng)发展,更多偏向于采用像MODBUSRTU/ASCII那样开放的(de)消(xiāo)息结构。2000年(nián)以后,随着以太(tài)网(wǎng)在工业领域(yù)应用被普遍接受,大(dà)多(duō)数SCADA市场仍(réng)然接受了以太网技术。"软件即是服(fú)务"理念也广泛深入到SCADA各个领域
由(yóu)于SCADA系统(tǒng)三(sān)代的演(yǎn)进(jìn),工业互联网技术已经日(rì)益渗透到第三代(dài)SCADA系统,我们明显地(dì)发现ICT通信(xìn)系统的迅猛发展(zhǎn)极大(dà)地影(yǐng)响着SCADA的体系(xì)结构,不但过去是这样,今后还(hái)是这样。 SCADA系(xì)统(tǒng)已经(jīng)扩展到对移动(dòng)的过(guò)程、装置和(hé)流程(chéng)的数据(jù)进行采集和监控,可实现(xiàn)无时不有、无处不在的SCADA。
SCADA系统调度(dù)平台(tái)软件的(de)用途涵盖(gài)从现场监控站到(dào)调度(dù)中心,为(wéi)企业提供从下到上的完整的生产信息采集(jí)与集成服务,从而(ér)为企业综合自动化、工(gōng)厂数字化及完整的"管控一体化"的解决方案提供支(zhī)撑平台。
在实际应用中,SCADA比DCS、PLC的应用范围更广泛。它的应用一般分(fèn)为三大类:第一类(lèi)是工(gōng)业(yè)过程,包括加工制造、生产、发电、装(zhuāng)配和炼油(yóu)、石(shí)化等;依照(zhào)其被(bèi)加工的介质流程分为连续、批(pī)处(chù)理和离(lí)散。第二类是基础(chǔ)设施,包括自来(lái)水厂和(hé)供水管网、废水和污水管网和(hé)污水处理、输油/输气(qì)管线、输(shū)电和供电、大型通(tōng)信(xìn)系(xì)统及城市报警系统等。第三(sān)类是公共设施,包括(kuò)对中大型(xíng)建筑物(wù)、机场、码头(tóu)及地铁等的空(kōng)调监控、能源(yuán)管理和(hé)安保监控等。
SCADA系统可以(yǐ)广泛的应用于油田,天然气,水利,能源管理、市政、烟草,煤矿(kuàng)等行业的生产调度(dù)中心(xīn)、能(néng)源(yuán)管控中心、远程维护中心、企(qǐ)业(yè)数(shù)据中心的(de)部署与建设。
在应用了SCADA系统后,可以取得了以下社会(huì)和经济效(xiào)益(yì):
极大(dà)地提高了(le)生产和运行管理的安全(quán)性能和可靠程度;
生产(chǎn)配方管理的自动(dòng)化可大大提高产(chǎn)品的(de)质量和生产的效率(lǜ);
极大地减低了生产人员面临恶(è)劣工作环(huán)境的可能性,保证了(le)工(gōng)作过程中(zhōng)第一位的人员的安全性;
可大大地减少不必要的人工(gōng)浪(làng)费(fèi);
通过生(shēng)产过(guò)程的集中控(kòng)制和管理,极大地提高企(qǐ)业作为一个整体效率的竞争能(néng)力;
系统(tǒng)通过对设备生产趋势的保留和处理,可提高预测突发事件的(de)能力,在紧急(jí)情况下的(de)快速反应和(hé)处(chù)理能力可极大(dà)地减少生(shēng)命和财产的损失,从而可带(dài)来潜在的社会和经济效益;
SCADA系统调度平台软件在调度控(kòng)制中心和区域(yù)控制站通过(guò)SCADA系统可完成对(duì)系统的监控和(hé)运行管理(lǐ),各(gè)工艺站场(chǎng)可实现无人(rén)职守。
调度(dù)控制中(zhōng)心的(de)主要任务是通过各(gè)站控系统或RTU对管网进行数据采(cǎi)集及(jí)监控,同时实现系(xì)统(tǒng)的在(zài)线模(mó)拟、运行计(jì)划、危险源及定位、运行(háng)优化(huà)、计量管理(lǐ)、模拟培训等(děng)任务。调度(dù)控(kòng)制中心的操作人员通过SCADA系统操作员工作(zuò)站(zhàn)所提供/显(xiǎn)示的管(guǎn)网(wǎng)系统工(gōng)艺过程的压力、温度、流量、密度、设备(bèi)运行状态等信(xìn)息,完成对整个系统的操作和(hé)管理。其(qí)主要(yào)功能如下:
数据采集(jí)和处理;工艺流(liú)程的动态显示;报警显示、管理以及事件的查询、打印;实(shí)时数据的(de)采集、归档、管理以及(jí)趋势图显示;历史(shǐ)数据(jù)的归档、管理以及(jí)趋势图显示(shì);生产统(tǒng)计报表的(de)生(shēng)成和打印;用户信息管理;下达调(diào)度(dù)和操作(zuò)命令(lìng);危险源(yuán)定位;系统事故(gù)处理,发出ESD命令;安全保护;控制(zhì)权限的确定;对全系统进(jìn)行时钟同步;SCADA系统诊断;自控设(shè)备、仪表的故(gù)障诊断和分析;网络监视及管理;通信信道监视及管理;数据通信信道故障(zhàng)时主备(bèi)信道的切换;为信息化系统提供数据;与(yǔ)企业自动化管理(lǐ)系统平台连接、进(jìn)行数据(jù)交换;与(yǔ)上级计算机系统通信等。
为保证在意外事件发生时,仍能实时地对系统运(yùn)行进行调度管理(lǐ),保持(chí)实时数据的采集、处理、存(cún)储的功能。后备控制中心的作用(yòng)是(shì)在调度(dù)控制(zhì)中心由于任何原因不能对系统实施监(jiān)控时,后备(bèi)控制中心将接管系(xì)统控(kòng)制权。
在正(zhèng)常情况下(xià),各工艺站场与主调(diào)度控(kòng)制中心交换(huàn)信息。调度控(kòng)制中心与后备控(kòng)制(zhì)中(zhōng)心通过(guò)电信公网(wǎng)的DDN专线(主信道(dào))和(hé)无线通讯(备(bèi)用信道(dào))进行数据实时传输,保证数据同步。后备控制中(zhōng)心随时(shí)监视和跟踪调度控(kòng)制中心的(de)运行状态,一旦发现调度控制中心异常,立即自动或人工手动启动门站的后备控制中心接(jiē)管监(jiān)控权。另外,调度(dù)控制中心也(yě)可向(xiàng)通信(xìn)网管(guǎn)中心提出请求,将各工(gōng)艺站场SCS与RTU的(de)通信切换到后备控(kòng)制中(zhōng)心。调度控制中心恢复正常后(hòu),它(tā)首先(xiān)完成与后(hòu)备控制中心的数据同步,然后恢复对管网的监控权。