SCADA系统:它是什么?(监督控制和数据采集)

什么是SCADA

什么是SCADA

SCADA是“监控和数据采集”的缩写。SCADA是一种流程控制系统使用计算机,网络数据通信和图形人机接口(HMI)的体系结构,以实现高级过程监控管理和控制。

SCADA系统与其他设备通信可编程序逻辑控制器(plc)和PID控制器与工业过程工厂和设备进行互动。

SCADA系统构成了很大一部分控制系统工程.SCADA系统从实时分析的过程中收集一系列信息和数据(SCADA中的“DA”)。它记录和记录数据,以及表示各种HMI上的收集数据。

这使得过程控制操作人员能够监督(SCADA中的“S”)现场发生的情况,即使是从很远的地方。它还使操作人员能够通过与HMI交互来控制这些过程(SCADA中的“C”)。

SCADA系统
通用的SCADA系统

监控控制和数据采集系统对许多行业都是必不可少的,并广泛用于过程的控制和监控。由于SCADA系统能够以智能和无缝的方式进行控制、监控和传输数据,因此它的应用非常广泛。在当今这个数据驱动的世界里,我们一直在寻找提高自动化的方法,并通过正确使用数据做出更明智的决策,而SCADA系统就是实现这一点的一个很好的方法。

SCADA系统可以虚拟运行,操作人员可以在自己的地方或控制室跟踪整个过程。有效地使用SCADA可以节省时间。一个很好的例子是,SCADA系统广泛应用于石油和天然气行业。大型管道将用于在制造单元内输送石油和化学品。

因此,安全起着至关重要的作用,使管道沿线不发生任何泄漏。如果发生泄漏,则使用SCADA系统来识别泄漏。它推断信息,将信息传送到系统,在电脑屏幕上显示信息,并向操作员发出警报。

SCADA架构

通用的SCADA系统包含硬件和软件组件。用于分析的计算机应装有SCADA软件。硬件部件接收输入数据并将其输入系统进行进一步分析。

SCADA系统包含一个硬盘,它将数据记录并存储到一个文件中,然后根据需要打印出来。SCADA系统被用于各种行业和制造单位,如能源、食品和饮料、石油和天然气、电力、水和废物管理单位等。

SCADA历史

早在SCADA系统诞生之前,制造车间和工业工厂就依赖于使用按键和模拟设备的手动控制和监控。随着工业和制造单位规模的扩大,他们开始使用继电器和计时器,这在一定程度上提供了监督控制。

不幸的是,继电器和定时器只能用最小化解决问题自动化功能,和重新配置系统是困难的。因此,所有行业都需要一个更高效、完全自动化的系统。

计算机是在20世纪50年代早期为工业控制目的而开发的。慢慢地,遥测概念被引入到虚拟通信和数据传输中。

大约在1970年,随着微处理器和PLC概念的发展,SCADA这个术语被创造出来。

这有助于开发一种完全自动化的系统,可以在工业上远程使用。随着时间的推移,在21世纪初,分布式SCADA系统被开发出来。

现代SCADA系统的出现使我们能够控制和监控世界上任何地方的实时数据。

实时互动使业务蓬勃发展,并将行业的增长带到更高的高度。即使作业者没有太多的软件开发知识,他也能够管理现代SCADA系统。

SCADA基betway必威体育 精装版础知识

SCADA的目标

  1. 监控: SCADA系统连续监控物理参数
  2. 测量:测量加工参数
  3. 数据采集:它获取来自RTU(远程终端单元),数据记录器等的数据
  4. 数据通讯:在MTU和RTU单元之间进行大量的数据通信和传输
  5. 控制:过程的在线实时监控和控制
  6. 自动化:它有助于自动变速器和功能

SCADA系统由硬件单元和软件单元组成。SCADA应用程序使用服务器运行。桌面计算机和屏幕充当连接到服务器的HMI。SCADA系统的主要组成部分包括:

  • 主终端单元(MTU)
  • 远程终端单元(RTU)
  • 通信网络(由其定义网络拓扑结构
SCADA功能单元
SCADA功能单元

主终端单元(MTU)

MTU是SCADA系统的核心。它由计算机、PLC和网络服务器组成,帮助MTU与rtu进行通信。MTU开始通信,收集和保存数据,帮助与操作人员接口,并将数据通信到其他系统。

远程终端单元(RTU)

在现场使用时,每个远程终端单元(Remote Terminal Unit, RTU)与传感器和执行器相连。RTU用于收集这些传感器的信息,并将数据发送到MTU。rtu有存储容量设施。

因此,当MTU发送相应的命令时,它存储数据并传输数据。最近开发的单元用于使用plc作为rtu的复杂系统。这有助于在没有任何MTU信号的情况下直接传输和控制数据。

远程终端单元
远程终端单元

通信网络

通常,网络意味着连接。当您讲述通信网络时,它被定义为RTU之间的RTU与中心位置中的MTU之间的链接。双向有线或无线通信信道用于网络目的。各种其他通信媒介光纤电缆,还使用双绞线等。

SCADA系统的功能

简而言之,我们可以告诉SCADA系统是一个硬件和软件组件的集合,允许制造单元执行特定功能。一些重要的功能包括

  • 实时监测和收集数据
  • 通过人机界面(HMI)与现场设备和控制站交互
  • 将系统事件记录到日志文件中
  • 对生产过程进行虚拟控制
  • 信息存储和报告

SCADA软件

如前所述,SCADA软件在整个过程分析中起着重要的作用。有几家大型制造公司专门从事SCADA软件的开发。在选择和实现SCADA软件之前,有许多因素需要考虑。举几个例子,

  • 软件的生命周期由于你将在购买软件上投入大量资金,最好检查一下该软件是否能持续使用5到10年。
  • 信息请求:这是一个商业术语,用于指定关于供应商和供应商的详细信息。如果你从一个特定的供应商购买软件,他/她应该能够在任何需要的时候给你技术支持。
  • 历史软件:历史软件的意思是,该软件应该保存带有时间戳的数据,以供将来参考。因此,您的软件应该能够熟练地处理来自字段的数据并记录相同的日志。
  • SCADA技术:众所周知,技术迅速增长,以满足我们的需求。当您的意思技术时,并不暗示您始终需要使用市场上弹出的最新技术。相反,您应该选择一种能够保持稳定和安全的技术。
  • 警报监督管理:几乎所有SCADA系统都有一个令人振动的功能,随着软件开发出现。警报配置很重要。有两种类型的警报系统即系统定义了由系统管理的系统和由用户管理的用户定义警报。

让我们来看看由市场上的大玩家开发的软件。

Citect Scada - 施耐德电气

一种紧凑、灵活、可靠的SCADA软件施耐德电气。他们发布的最新产品是Vijeo Citect (version7.10)。Citect SCADA仍然是常用的SCADA技术之一,作为SCADA开发人员,您当然需要了解这个平台。它实际上已经成为Wonderware的SCADA替代品的一部分。

InTouch - Wonderware.

InTouch已经成为市场上最大的SCADA供应商之一,它来自Wonderware,现在属于施耐德电气(Schneider Electric)。虽然Wonderware虽然它在市场上相对较新,但却迅速受到欢迎。

Wonderware系统平台是一个具有许多“即插即用”部件的SCADA系统,这些部件是模块化的,用途非常广泛。由于该方案的模块化,如果您选择这个SCADA软件,您可以随时根据您的要求定制它。In Touch的优点是使用开放的通信标准,可以与大多数PLC系统一起运行。

Experion Scada - 霍尼韦尔

霍尼韦尔通常用于PLC系统(特别是在美国)。他们也是SCADA市场的大型球员,为编程SCADA和HMI软件系统提供了一个软件平台。您可以使用他们的软件进行独立的SCADA计划,或者将其与Honeywell的PLC平台(例如C200和C300平台)一起使用,以及RTU的控制边RTU。

虽然霍尼韦尔的SCADA软件工作经过优化,可与其他霍尼韦尔产品(如plc和RTUs)进行通信,与非霍尼韦尔产品配对时仍可工作。

通用电气

通用电气(GE)是世界上最大的制造企业之一,也是SCADA市场的重要参与者。IFIX.是他们的软件解决方案之一,是一个非常灵活的SCADA系统。使用iFIX的优势在于它能够使用HTML5快速开发屏幕。

另一个原因是,许多驱动程序允许您设置联网和分布式系统,允许您与大多数当代plc连接和交换信息。通用电气也有自己品牌的plc,但通用电气的SCADA系统没有需要这些GE plc正常工作。

点火-感应自动化

Ignition是一个充分利用最新物联网架构的SCADA方案。如果你想要一个与所有工业4.0规范和技术最新的系统,感应自动化点火是一个非常好的选择。点火与一些经验丰富的系统相比,它对于SCADA行业来说是相对较新的。尽管如此,点火的物联网集成和他们与大多数PLC系统合作的事实,已经被许多企业选择作为他们的SCADA解决方案。

SIMATIC WinCC V7 -西门子

西门子SCADA系统已经存在多年,被称为“WinCC”。西门子是PLC和SCADA行业中最大的参与者之一,许多企业使用西门子平台。西门子是一家大型公司,多年来一直在改进其PLC和SCADA平台,采用现代技术。事实上,他们在SCADA行业中是一个大型和资深的玩家,这让许多企业有信心将SCADA应用委托给他们。

SCADA应用程序

SCADA在自动化复杂系统中,充分利用了灵活性、可靠性和可扩展性等特点。

现实世界中有无数的应用程序,其中SCADA已经有效地提供广泛的部门的监测和控制替代方案,从能源生产到农业系统。

SCADA广泛用于化学,天然气,水,通信和和必威亚洲体育

发电、输电和配电

使用SCADA系统,电气实用程序检测当前的流和行电压、监控断路器操作(如真空断路器SF6断路器),并在线或离线拍摄电网的部分。

制造单位

SCADA系统用于规范工业自动化和机器人,监控过程和质量控制

传统交通和铁路牵引

过境官员使用SCADA调节地铁,电车和车辆的电力;自动化铁路交通信号;监控和识别火车和公共汽车,并控制铁路交叉门

水,废水,水设施和污水

州和市政水务公司使用SCADA来监测和控制水流、水箱浓度、管道压力和其他变量

SCADA在泵站中的应用
SCADA应用在水泵站

建筑、设施和环境

设施管理人员使用SCADA来调节暖通空调、冷却、照明和输入系统。

水安全:SCADA系统的作用

关于如何将现代SCADA概念应用于水处理厂,同时最大限度地减少未经授权的网络接入的风险,目前仍在进行大量研究(网络风险在大企业中是一个持续存在的问题)。

SCADA的通信网络分布在水面上分配系统如下图所示。工作站通常位于基于PC的PC,位于控制室的处理设施,使操作员能够查看整个过程并采取控制措施。

在工厂内,可编程逻辑控制器用于化学处理和过滤器。利用局域网(LAN)将控制器与工作站连接起来。远程终端设备(rtu)用于偏远地区,通常在泵站、储罐、阀库和处理中心等敏感领域使用。

RTU在广域网上进行通信,以如下图所示的无线电方案为代表。SCADA方案的一个重要好处是安全措施与活动的协调。与周边监视系统相连的SCADA系统可以大大减少或消除人工巡逻的需求。

SCADA在污水处理厂的应用
SCADA在水处理厂的应用

与巡逻不同,SCADA系统可以提供对所有地点的持续监视。您可以方便地将安全系统或设备(包括摄像机、动作探测器、接触开关、键盘输入设备和读卡器)直接连接到SCADA网络或通过邻近的远程终端单元(RTU)。今天的SCADA系统还可以在短时间内发生多起警报的情况下提供警报管理。

热电厂

大多数操作检查火力发电厂是自动的。然而,有时可能需要手动操作。因此,该电站配备了监测和报警系统,当某些工作para counter明显偏离其正常范围时,向电站操作员发出警报。

对更高的可靠性和有效性的需求在热量中增长发电厂.经过定期的间隔,电厂需要持续的检查和跟踪。当人类员工在不同阶段进行测量时,可能会有出错的机会。

为了提高可靠性,需要自动化来提高通用电厂效率。自动化通过使用PLC和SCADA建立,减少了人工操作的失误。SCADA系统用于监控一个完整的过程

SCADA应用在热电厂

林业、制浆造纸工业

林业、纸浆和造纸工业也依赖于SCADA系统。从自动化和过程控制、能源管理、驱动控制、电源保护、外壳系统和安全——SCADA在业界有广泛的用途。

SCADA系统应用于整个造纸供应链,包括木材场、削片机、蒸发机、消化机、精炼机、清洁机、干燥和压片机,当然还有纸机。betway网页版这种从树木到纸张的复杂处理是通过使用已建立的SCADA系统从端到端自动化的。

PLC与SCADA的区别

当你第一次学习控制工程时,SCADA和plc很容易被混淆。你经常会听到“PLC”和“SCADA”这两个术语同时出现。虽然它们是有联系的,但它们彼此却截然不同。

PLC是一种“可编程逻辑控制器”。这本质上是一个坚固的微型计算机,它坐在一个面板里,有一堆输入和输出,从现场的设备到PLC。PLC将监控这些输入的状态(如电机的速度),并根据内部程序,以编程方式输出各种信号来控制这些现场设备(如停止电机)。

SCADA系统位于可编程逻辑控制器的“顶部”。plc几乎总是SCADA网络的一部分,并形成现场和SCADA之间的接口。记录和存储在SCADA系统中的数据通常是通过与PLC通信来获取的。PLC将继续执行它的程序,读取输入,并写入输出。

SCADA系统用于保留这些输入和输出的历史状态的日志,可用于数据分析或审计。可编程逻辑控制器具有有限的长期数据存储容量。

虽然SCADA系统可以编程来控制现场的某些方面-这是通常一个意外的情况。理想情况下,您的PLC将自动运行,能够以编程方式处理它遇到的任何情况。由于现实世界的复杂性,情况往往并非如此。在这些情况下,这些半自治系统的正确运行需要操作人员的输入。

因此,与操作员交互的SCADA屏幕(即HMI软件)的“控制”级别通常比由PLC执行的控制要低得多。任何可以很容易地编程为逻辑(例如,如果流量超过100米/秒,停止泵)将被编程为PLC。

所以SCADA系统主要是用于监测和数据采集,具有在不规则或复杂情况下使用的控制能力。SCADA允许操作人员(和控制系统工程师)从远处看到电站的概况,使他们能够对任何异常状态做出反应。值得注意的是,SCADA系统在技术上包括plc, SCADA将与plc进行通信。

PLC位于该字段中,并将读取字段输入(例如传送带已停止)并根据其编程方式写入输出(例如启动输送带)。PLC形成SCADA网络的一部分,从SCADA异步接收和执行某些命令(例如,操作员命令以停止泵),以及SCADA网络作为数据源读取。

想学得更快?
每周把电子产品送到你的收件箱。
不需要信用卡 - 它是100%免费。

关于维迪雅Muthukrishnan

Vidya Muthukrishnan目前在一家基于产品的IT公司担任高级工程师。她拥有5年的专业教学经验,曾在Sri Krishna理工学院的仪器与控制工程系担任助理教授。她还在印度塔塔咨询公司有1年的行业经验。Vidya获得了sstra University的电子与仪器学士学位,以及VIT University Vellore的生物医学工程硕士学位。

留下你的评论