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SCADA系统及其应用

2008年8月4日

    1、SCADA系统介绍

    SCADA（Supervisor Control And Data Acquisition）系统，即监测监控及数据采集系统。它可以实时采集现场数据，对工业现场进行本地或远程的自动控制，对工艺流程进行全面、实时的监视，并为生产、调度和管理提供必要的数据。

    SCADA系统主要应用于水利、石油、供电等行业中，用于地理环境恶劣无人值守的环境下进行远程控制。它的主要结构包括远程控制单元RTU（Remote Terminal Unit）、通讯网络及中心站。

    (1)RTU 主要作用是进行数据采集及本地控制，进行本地控制时作为系统中一个独立的工作站，这时RTU可以独立的完成连锁控制、前馈控制、反馈控制、PID等工业上常用的控制调节功能；进行数据采集时作为一个远程数据通讯单元，完成或响应本站与中心站或其它站的通讯和遥控任务。

    它的主要配置有CPU模板、I/O（输入/输出）模板、通讯接口单元，以及通讯机（RADIO）、天线、电源、机箱等辅助设备。

    RTU能执行的任务流程取决于下载到CPU中的程序，CPU的程序可用工程中常用的编程语言编写，如梯形图、C语言等。

    I/O模板上的I/O通道是RTU与现场信号的接口，这些接口在符合工业标准的基础上有多种样式，满足多种信号类型。I/O模板一般都插接在RTU的总线板槽上，通过总线与CPU相连。这种结构易于I/O模板的更换和扩展。

    除I/O通道外，RTU的另一个重要的接口是RTU的通讯端口，RTU具有多个通讯端口，以便支持多个通讯链路。

    2、系统的通讯网络

    主要用于RTU与中心站通讯及与其它RTU通讯。链路种类有无线、有线、微波、光纤。RTU可支持的通讯方式有中心站触发的通讯方式和RTU触发的通讯方式。

    中心站触发的通讯方式包括：

    • 轮询方式由系统设置一个时间周期，每隔一个时间段系统进行一次查询，收中心站所需要的现场数据。

    • 广播方式由中心站向所有RTU或某分组内的RTU下发命令。
    　　• 控制命令下发方式如下发开、关控制命令，修改报警及控制权限，在通讯上有较高的优先级。
    　　• RTU触发的通讯方式包括事件触发方式、突发传输方式、RTU对RTU的通讯。RTU可以在程序中根据现场情况设置条件，以便在非常情况下中心站突发数据，这种突发方式在通讯中有较高的传输优先级。RTU与RTU之间也可以进行数据传输，这种数据传输要靠编程来实现。

    3、中心站

    它是一个局域网，可包含多个工作站和支持网络功能的设备，以完成不同的工作。它通过中心站软件管理系统数据库，每个工作站通过组态画面监测现场站点，下发控制命令进行控制，并完成工况图、统计曲线、报表等功能。
    SCADA系统的主要功能包括数据采集、本地和远程控制、多种通讯介质联接、易于重新配置及本地和远程诊断。
    4、SCADA 与DCS系统的比较

    DCS 系统，即集散工控制系统，属90年代国际先进水平大规模控制系统。它适用于测控点数多、测控精度高、测控速度快的工业现场，其特点是分散控制和集中监视，具有组网通讯能力、测控功能强、运行可靠、易于扩展、组态方便、操作维护简便，但系统的价格昂贵。
    SCADA系统，即分布式数据采集和监控系统，属中小规模的测控系统。它集中了PLC系统的现场测控功能强和DCS系统的组网通讯能力的两大优点，性能价格比高。