SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系(xì)统,即数据采集与监视控制系(xì)统。以远(yuǎn)程数据采集和监控为主(zhǔ)要功能的SCADA系统(tǒng)和DCS、PLC一样,是工业过(guò)程自动化和信(xìn)息化不可或(huò)缺的基本系统。SCADA系统从70年(nián)代诞生,从基于专用(yòng)计算机(jī)和专用操作系统到基于通用计(jì)算机、分布式计算机网(wǎng)络和数据库(kù)技术,能够实现大范围联(lián)网,SCADA系统(tǒng)已经发展为第三代以上。SCADA系统呈现出向(xiàng)开放的体系结(jié)构(gòu),在(zài)20世纪(jì)90年代中期(qī), SCADA制造商与解决方(fāng)案(àn)提供商越来越多地(dì)选择了开放的通信协议,如IEC60870-5-101/104、IEC61850、DNP3串行和DNP3 LAN/WAN,这使得用户在开发系统时,可以更方便(biàn)地(dì)从各种(zhǒng)厂商的产品中加以选(xuǎn)择,来实现优化(huà)的"混合匹(pǐ)配"。到了20世(shì)纪90年代后期,各个(gè)I/O制造(zào)商继(jì)续(xù)向着开放(fàng)性(xìng)的方向发展,更多偏向于采用像MODBUSRTU/ASCII那样开放的消息结构。2000年以后,随着以太网在(zài)工(gōng)业领域(yù)应用(yòng)被普遍接受,大多数SCADA市场仍然接受了以太网技(jì)术(shù)。"软件即是服务"理念(niàn)也广泛深入到SCADA各个领域
由于SCADA系统三代的演进,工业互联(lián)网(wǎng)技术已经日益渗透到(dào)第三代SCADA系统,我们明显地发现ICT通(tōng)信系(xì)统的迅(xùn)猛发展极大(dà)地影响着SCADA的体系结构,不但过去是这样,今后还是这样。 SCADA系统已经扩展到对移动的过(guò)程、装置和流程的数据进行采集和监控,可实现无时不有、无处不在的SCADA。
SCADA系统调度平台软件的(de)用(yòng)途涵(hán)盖从现场监控站到调度中心,为企业提供从下到(dào)上(shàng)的完整的生产信息采集与集成服(fú)务,从而为(wéi)企业(yè)综合自(zì)动化、工厂数字化及完整(zhěng)的"管控一体化"的解决方案提供支撑平(píng)台。
在(zài)实际应用中,SCADA比DCS、PLC的应用范(fàn)围更广泛。它的应用一般分为(wéi)三(sān)大类:第(dì)一(yī)类是工(gōng)业(yè)过(guò)程(chéng),包括(kuò)加工制造、生(shēng)产、发电、装配和炼油、石化等;依(yī)照其被加(jiā)工(gōng)的介质流程分(fèn)为连续、批处理(lǐ)和离散。第二(èr)类是基(jī)础设(shè)施,包(bāo)括自来水(shuǐ)厂和供水管网、废水和污水管网和污水处理(lǐ)、输油(yóu)/输气管线、输(shū)电(diàn)和供电、大型通信系(xì)统及城市报警系统等。第三类是(shì)公共设施,包括对(duì)中大型(xíng)建筑(zhù)物(wù)、机场(chǎng)、码头及地铁等的空调监控、能源管理和安保(bǎo)监控(kòng)等。
SCADA系统可以广(guǎng)泛的应用于油田,天然气,水(shuǐ)利,能源管理、市政、烟草,煤矿(kuàng)等行业的生(shēng)产调(diào)度中心、能源(yuán)管控(kòng)中心(xīn)、远程维护中心(xīn)、企业数据(jù)中心(xīn)的部署与建设。
在应用了SCADA系统后,可以取得了(le)以下(xià)社会和(hé)经济效益:
极大地(dì)提(tí)高(gāo)了生产和(hé)运行管理的(de)安全性(xìng)能和可靠程度;
生产配(pèi)方(fāng)管(guǎn)理的自动化可大大提高产品的(de)质量(liàng)和生产(chǎn)的效率;
极大地减(jiǎn)低了生产人员面(miàn)临恶(è)劣(liè)工作(zuò)环境的可(kě)能(néng)性(xìng),保证了工作过程中第一位的(de)人员的安全性;
可大大地减少不必要的人(rén)工(gōng)浪费;
通过生产过程的集(jí)中控(kòng)制和管理,极大地提高(gāo)企业作为一个整体效率的竞争能力;
系统通(tōng)过对(duì)设备生(shēng)产趋势(shì)的保留(liú)和处理,可提高预测(cè)突发事件(jiàn)的能力,在紧急情况下的快速(sù)反应和处理能力可极大(dà)地减少生命(mìng)和(hé)财产的损(sǔn)失(shī),从而可(kě)带来潜在(zài)的社会(huì)和经(jīng)济效益;
SCADA系统调度平台软件在调度控制中心和区域控制站通过SCADA系统可完成对系统的监控和运行(háng)管理,各工艺(yì)站场可实现无(wú)人(rén)职守。
调度控制中心的主要任务是通(tōng)过(guò)各站控(kòng)系(xì)统或RTU对(duì)管(guǎn)网进行数据采集及监控,同(tóng)时实现(xiàn)系统的在线(xiàn)模拟、运行(háng)计(jì)划、危险(xiǎn)源及定位、运行优化、计量管理、模拟培训等任务。调度控制中心的操作人员通过SCADA系统操(cāo)作员工作站所(suǒ)提(tí)供/显示的管(guǎn)网系统工(gōng)艺过程的压力、温度(dù)、流量、密度、设备运行(háng)状态(tài)等信(xìn)息,完成对整个系统的操作和管理。其(qí)主要功能(néng)如(rú)下:
数据采集和处(chù)理;工艺流程的动态显(xiǎn)示(shì);报(bào)警显示(shì)、管理以及事件(jiàn)的查询、打印(yìn);实时数据(jù)的采(cǎi)集、归档、管理以及趋势图显示;历史数(shù)据的归档、管(guǎn)理以及趋势(shì)图显示(shì);生产统计报表的(de)生(shēng)成和打印;用(yòng)户信息管理;下(xià)达调度和操(cāo)作命令;危险源定位;系统事故处理,发出(chū)ESD命令;安全保护;控制(zhì)权限的确(què)定(dìng);对(duì)全系统进行时钟同步;SCADA系统诊断;自控设备、仪(yí)表的(de)故障诊断和分析(xī);网络监视及管理;通信信道监视(shì)及管理;数据通信信道(dào)故(gù)障时主(zhǔ)备信道的切换;为信(xìn)息化(huà)系统提供数据;与企业自动化管理系(xì)统平台连接、进行数据交换;与上级计算机系统通信(xìn)等。
为保证在意外事件(jiàn)发生时,仍能(néng)实时地(dì)对系统运行(háng)进行调度管理,保持(chí)实时(shí)数(shù)据的采集、处理、存(cún)储的功能。后备(bèi)控制中心(xīn)的作用是在调度控制(zhì)中心由于(yú)任何原因(yīn)不能对系统实施监控时,后(hòu)备控制(zhì)中心(xīn)将接管(guǎn)系统控制权。
在正常(cháng)情况下,各工艺(yì)站场与(yǔ)主调度控制中心交换信息。调度控制中心(xīn)与后备(bèi)控制(zhì)中心(xīn)通过电(diàn)信(xìn)公(gōng)网的DDN专线(主(zhǔ)信道(dào))和无线通讯(备用信(xìn)道)进行数据(jù)实时传输,保证数据同步。后备控制中心随时监视和跟踪调度控制中心(xīn)的(de)运行状态,一旦发现(xiàn)调度控制中(zhōng)心异常(cháng),立(lì)即自动或人工手动启动门站的(de)后备控制中(zhōng)心接管监(jiān)控权(quán)。另外,调度(dù)控(kòng)制中心(xīn)也可向通信网管(guǎn)中心提出请(qǐng)求(qiú),将各(gè)工艺站(zhàn)场SCS与RTU的(de)通信切换到后备控制中心(xīn)。调(diào)度控制中心恢复正常(cháng)后(hòu),它首先(xiān)完成与(yǔ)后备控制中心的数据同步(bù),然(rán)后恢复对(duì)管网的监控(kòng)权(quán)。