SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集(jí)与监视控制系统。以远程数据采(cǎi)集和(hé)监控(kòng)为主(zhǔ)要功能的SCADA系统和DCS、PLC一样,是工业过程自动化和信息化不可或(huò)缺的基本系统。SCADA系统从70年代诞生,从基于专用计(jì)算(suàn)机和专用操(cāo)作系(xì)统到基(jī)于通用计算机、分布式计算(suàn)机网络(luò)和数据库技(jì)术,能够实现大范围联(lián)网,SCADA系统(tǒng)已经发展为第三代(dài)以(yǐ)上。SCADA系统呈现出向开放(fàng)的体系结构(gòu),在20世纪90年(nián)代中期(qī), SCADA制造商与(yǔ)解决方案(àn)提(tí)供商越来(lái)越(yuè)多(duō)地选择了开放(fàng)的通信协(xié)议,如IEC60870-5-101/104、IEC61850、DNP3串行和(hé)DNP3 LAN/WAN,这使得用户在开发系统时,可以(yǐ)更方便(biàn)地从(cóng)各种(zhǒng)厂商的产品中加以选择,来(lái)实现优化的(de)"混(hún)合匹配(pèi)"。到(dào)了20世(shì)纪90年代后期,各个I/O制造商继续向(xiàng)着开放性的方向发(fā)展,更多(duō)偏(piān)向(xiàng)于采(cǎi)用像MODBUSRTU/ASCII那样开放的消(xiāo)息(xī)结构。2000年以后,随着以(yǐ)太网在工业(yè)领域应用被普遍(biàn)接受,大多数SCADA市场仍然接受了以(yǐ)太网技术。"软件即是服务"理念(niàn)也广泛(fàn)深入到SCADA各个领(lǐng)域
由于SCADA系统三代的演(yǎn)进,工业互联网技术已经日益渗(shèn)透到第三代SCADA系统(tǒng),我们明(míng)显地发现ICT通信系统的迅猛发(fā)展极大地影响着SCADA的体系结构,不但过去(qù)是这(zhè)样,今后还是这样。 SCADA系(xì)统已经扩展到对移(yí)动的过程(chéng)、装置和流程的数据进行采(cǎi)集和监控(kòng),可实(shí)现无时(shí)不有、无处不在的SCADA。
SCADA系统调度平台(tái)软件的用途涵盖从(cóng)现场监控(kòng)站到(dào)调度中心,为企业提供从下(xià)到上的完整的生产信息采集与(yǔ)集成服务(wù),从(cóng)而(ér)为企业(yè)综合自动化、工厂数字化及完(wán)整的"管(guǎn)控(kòng)一(yī)体化"的解决方(fāng)案提供支撑平台(tái)。
在实际应用中,SCADA比(bǐ)DCS、PLC的应用范围更(gèng)广(guǎng)泛(fàn)。它的应用一般分为三大类:第(dì)一类(lèi)是工业过程(chéng),包括加工(gōng)制造、生产、发(fā)电、装配和炼油、石化等;依照其被加工的(de)介质流程分为连续、批处(chù)理和离(lí)散。第(dì)二类是基础设施,包括自来水厂和(hé)供水管(guǎn)网(wǎng)、废水和污水(shuǐ)管网和污水处理、输油(yóu)/输气管线、输电(diàn)和供(gòng)电、大型通信系统及城市报警系统等。第三类是公共设施,包括对中大(dà)型建筑(zhù)物、机场、码头及地(dì)铁等(děng)的空调(diào)监控、能源(yuán)管理和安保监(jiān)控等。
SCADA系统可以广泛的(de)应(yīng)用于油田,天(tiān)然(rán)气,水利,能源管(guǎn)理、市政、烟草,煤矿等行业的生产调度中心、能源管(guǎn)控中(zhōng)心(xīn)、远程维护中心(xīn)、企业数据中(zhōng)心的部署与(yǔ)建设。
在应用了SCADA系统(tǒng)后(hòu),可以取(qǔ)得了以下社会(huì)和经济效益:
极大地提高了生产和运(yùn)行管(guǎn)理的安全(quán)性(xìng)能和可靠程度;
生产配方管理的(de)自动(dòng)化可(kě)大大提高产品的质量和(hé)生产的(de)效(xiào)率;
极大地减低了生产(chǎn)人员面临恶劣工作环境的(de)可能性,保证了(le)工作过程中第(dì)一位的人员的安全性;
可大大(dà)地减少不必要的人工浪费;
通过生产过程的集(jí)中控制和管理,极(jí)大(dà)地提高(gāo)企(qǐ)业(yè)作为一个整体效(xiào)率的竞争能力;
系统通过(guò)对(duì)设备(bèi)生产趋(qū)势的(de)保留和(hé)处理,可提高预测突发事件的能力,在紧急情况下的快(kuài)速反应和处理(lǐ)能(néng)力可极大地减少生(shēng)命(mìng)和财产的损失,从而可带来潜在的社会和经(jīng)济效益;
SCADA系(xì)统调(diào)度平台软件(jiàn)在调度控制中心和区(qū)域控制站通过SCADA系统可完成对系统的(de)监控(kòng)和运行管理,各工(gōng)艺站场可(kě)实现无人职(zhí)守。
调度控制中心的主要任(rèn)务是通过各站控(kòng)系(xì)统或RTU对管网进行数据采集(jí)及监控,同时(shí)实现(xiàn)系统的在线模(mó)拟、运行计划、危险源及定位、运(yùn)行优化、计量管理、模拟培训等任务。调度(dù)控(kòng)制中心(xīn)的操作人员通过SCADA系统操作(zuò)员(yuán)工作站所提供/显(xiǎn)示的管网系统(tǒng)工艺过程的压力、温度、流量、密度(dù)、设备运行状态等(děng)信(xìn)息,完(wán)成对整个系统的(de)操作和管理。其主(zhǔ)要功能如下:
数据采集和处理;工艺流程的动态显示(shì);报警显(xiǎn)示、管(guǎn)理以(yǐ)及事件的查(chá)询、打印;实时数据的采(cǎi)集、归档(dàng)、管理以(yǐ)及趋势图显示;历(lì)史数据的归档、管理(lǐ)以及趋势图显示(shì);生产(chǎn)统计(jì)报表的(de)生成和打印;用(yòng)户信息管理;下达调度和操作命令;危险源定位;系统事故处理(lǐ),发出ESD命令;安全保护(hù);控制权限的确定;对全系(xì)统(tǒng)进行时钟同(tóng)步;SCADA系统诊(zhěn)断;自控(kòng)设(shè)备、仪表的故障诊断(duàn)和分析;网络监视及管理(lǐ);通信(xìn)信道监视(shì)及管理(lǐ);数(shù)据通信信道故障(zhàng)时(shí)主备信道的切换;为信息化系统提(tí)供数据(jù);与企业自(zì)动化管理系统平(píng)台连接、进行数据交换(huàn);与上(shàng)级计(jì)算机系(xì)统通信等。
为(wéi)保证在意外事件发生时,仍能实时地对系统运行进行调度管理(lǐ),保持实时数据的采集、处理、存储的功能。后(hòu)备控制中(zhōng)心的作用是在调度(dù)控制中心由于任何原因不能对系统(tǒng)实施(shī)监控时,后备控(kòng)制中(zhōng)心将接管系统控制权。
在正常(cháng)情况下,各工艺站场与主调度控制中(zhōng)心交换(huàn)信息。调度控制(zhì)中(zhōng)心(xīn)与后备控(kòng)制中心通过电信公网(wǎng)的(de)DDN专线(主信道)和(hé)无线通讯(备用信道)进行数(shù)据实时传输,保证数据同步(bù)。后备控制(zhì)中心随时(shí)监视和(hé)跟踪调度控制中心(xīn)的运行(háng)状态,一(yī)旦发现调度控制中心异常(cháng),立即自动或人工手动启动门(mén)站的(de)后备控制(zhì)中心(xīn)接(jiē)管监控权。另外(wài),调(diào)度(dù)控制中(zhōng)心(xīn)也可向通信网管(guǎn)中心(xīn)提出(chū)请(qǐng)求(qiú),将各(gè)工艺站(zhàn)场(chǎng)SCS与RTU的(de)通(tōng)信切换到后(hòu)备控制中心。调度控制中心恢复正常后,它(tā)首先(xiān)完成(chéng)与后备控制中心的数据同(tóng)步,然(rán)后(hòu)恢复对(duì)管网的监控权。