发表于：2007-01-25 16:35:00
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SCADA系统及其应用
1、SCADA系统介绍
1.1 SCADA系统
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。
它的工作过程是：中心站通过组态软件监视现场的工作情况，监控数据来源于中心站定期轮询和RTU的主动突发。而且中心站可以下发控制命令，这时RTU响应中心站的控制命令，其它时候RTU独立的按照自己的程序流程进行数据I/O、发出和响应通讯任务、完成逻辑和控制功能。如果中心站和下位机协议不相同时，前端接口单元FIU（Front-End Interface Unit）用来进行协议转换，如果协议相同，则不需要FIU。
1.2 SCADA 与PLC、DCS系统的比较
PLC 系统，即可编程控制器，适用于工业现场的测量控制，现场测控功能强，性能稳定，可靠性高，技术成熟，使用广泛，价格合理。
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。
3、应用
虽然近年来各大PLC厂商在其原有设备基础上选配一些第三方设备增强了其通讯组网能力，也得到一些应用，但由于其无法从系统设计阶段就考虑到网络协议的合理性、可行性，因此对于复杂的网络结构，多媒体的通讯要求，恶劣的工作环境就显得力不从心。
SCADA系统集中屯现场测控功能强和组网通讯能力强这两大优点，其讯道既可配有线通讯系统又可配无线通讯系统，性能价格比高，而无线通讯系统尤其适合于地域广阔的应用环境。
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