SCADA系統(tǒng)教程-SCADA系統(tǒng)「帶下載」

        第一章：SCADA系統(tǒng)

        1.1、SCADA系統(tǒng)的意義

        1.2、SCADA系統(tǒng)的構成

        1.3、SCADA的主站系統(tǒng)

        1.4、SCADA的通訊系統(tǒng)

        1.5、SCADA的遠方終端單元

        第二章：SCADA系統(tǒng)

        2.1、概述

        2.2、系統(tǒng)硬件構成

        2.3、系統(tǒng)軟件構成

        2.3.1、規(guī)約接口模塊

        2.3.2、實時數(shù)據(jù)庫

        2.3.3、圖形界面

        2.3.4、圖形工具

        2.3.5、報警

        2.3.6、歷史數(shù)據(jù)

        2.3.7、網(wǎng)絡發(fā)布

        2.3.8、主站系統(tǒng)的工作階段劃分

        2.4、SCADA軟件的上層應用

        第三章：SCADA通訊系統(tǒng)

        2.5、概述

        2.6、有線系統(tǒng)

        2.7、無線系統(tǒng)

        2.8、網(wǎng)絡系統(tǒng)

        第四章遠程終端單元(RTU)

        2.9、概述

        2.10、遠程信號

        2.11、遠程命令

        2.12、遠程測量

        2.13、遠程調(diào)節(jié)

        1.1.SCADA系統(tǒng)的意義

        SCADA是Supervisory ControI AndData AcquiSition System的縮寫，是對分布距離遠，生產(chǎn)單位分散的生產(chǎn)系統(tǒng)的一種數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制系統(tǒng)。

        了解生產(chǎn)情況是實施科學生產(chǎn)的基礎，如果生產(chǎn)過程分布很近，可以采用就近控制的辦法，就地接線，就地監(jiān)視，就地控制，對于復雜的過程生產(chǎn)采用DCS系統(tǒng)控制的比較多，也有采用PLC的或者專業(yè)控制器。而對于生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)分布距離非常遠的，比如幾公里，幾十公里，幾百公里甚至幾千公里的，如變電站，天然氣管線，油田，自來水管網(wǎng)，隨著技術的發(fā)展，人們慢慢發(fā)展出遠程采集監(jiān)視控制系統(tǒng)，稱為SCADA系統(tǒng)。

        SCADA系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的區(qū)別在于：

        分布區(qū)域廣泛

        主站與控制對象距離遠

        監(jiān)控終端的工作條件苛刻

        通訊系統(tǒng)復雜多變

        通訊系統(tǒng)不保證可靠傳輸

        1.2.SCADA系統(tǒng)的構成

        SCADA系統(tǒng)主要包括三部分組成，主站端，通訊系統(tǒng)和遠程終端單元主站一般采用先進的計算機，有著良好的圖形支持，現(xiàn)在采用PC計算機和WINDOWS系統(tǒng)居多，在歷史上，曾經(jīng)有很多系統(tǒng)采用UNIX系統(tǒng)和XWINDOWS圖形界面。一個主站可能的分站數(shù)量從幾十到幾百、幾千個不等。

        通訊系統(tǒng)就非常復雜了，有線的包括音頻電纜、載波電纜、光纖、電力載波等，無線的包括電臺、衛(wèi)星、微波等。遠程終端單元(RTUorTeleControl)的品種也很多，大的系統(tǒng)由很多機柜組成，小的系統(tǒng)可能就是一個小盒子。

        1.3.SCADA的主站系統(tǒng)

        SCADA系統(tǒng)的主站過去由很多著名的系統(tǒng)是基于UNIX操作系統(tǒng)家族和XWINDOW圖形界面的。

        隨著計算機系統(tǒng)的發(fā)展，特別是PC機的發(fā)展，PC機和PC機上運行的操作系統(tǒng)在扮演著越來越重要的角色。

        龐大的主站系統(tǒng)一般包括如下內(nèi)容：

        通訊前置系統(tǒng)，主要負責解析各種不同的規(guī)約，完成通訊接口數(shù)據(jù)處理，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。包括前置計算機，串口池或者MODEM池，機架，防雷措施和網(wǎng)絡接口。

        實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，主要包括運行實時數(shù)據(jù)庫的服務器。

        工程師工作站，負責系統(tǒng)的組態(tài)、畫面制作和系統(tǒng)的各種維護。

        生產(chǎn)調(diào)度工作站，是監(jiān)控系統(tǒng)的主要用戶，顯示畫面，畫面瀏覽，實現(xiàn)各種報警等。

        各種監(jiān)控工作站，主要用于特別龐大的系統(tǒng)，幾個人已經(jīng)無法監(jiān)控的情況，這時會根據(jù)需要，設立各種的監(jiān)控工作站，每個工作站有人員工作。

        歷史數(shù)據(jù)庫服務器，是SCADA系統(tǒng)保存歷史數(shù)據(jù)的服務器。WEB服務器，是現(xiàn)在SCADA主站系統(tǒng)的一個流行趨勢，只要用戶裝有瀏覽器軟件，得到相應的授權，就可以訪問相應的他關心的數(shù)據(jù)。

        上層應用工作站，主要用于實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的挖掘工作。在電力系統(tǒng)比如潮流分析，負荷預測，事故追憶，電網(wǎng)穩(wěn)定性分析，能量管理等等。在自來水行業(yè)包括管網(wǎng)壓力損耗分析，管網(wǎng)經(jīng)濟性分析，管網(wǎng)漏失分析等。在采油工程上，包括示功圖顯示，示功圖分析，泵況分析，功圖計產(chǎn)等等。

        作為SCADA主站系統(tǒng)，大的系統(tǒng)可能有幾十個上百個工作站，多個服務器。為了保證系統(tǒng)的可靠性，采用雙前置系統(tǒng)，多服務器系統(tǒng)，兩個網(wǎng)絡。但是對于簡單的SCADA主站系統(tǒng)可能就只有一臺計算機，運行一套軟件。

        各種不同應用的SCADA系統(tǒng)，可以說大部分是相同的或者類似的。但是各個行業(yè)有各個行業(yè)的特點，每個行業(yè)所關心的東西不一樣。比如電力行業(yè)非常關心每個線路電壓電流功率，而對于自來水行業(yè)就不是特別關心這些數(shù)據(jù)，而關心管道的壓力流量等。這樣就形成了不同行業(yè)的系統(tǒng)。也有通用的人機界面使用，但是這種界面一般無法滿足各個行業(yè)的特殊需要。

        1.4.SCADA的通訊系統(tǒng)

        SCADA通訊系統(tǒng)是最豐富多彩的，有很多通訊方式是很多人都沒有聽說過的。一般分類大體可以分為兩類，有線和無線，但是隨著通訊技術的發(fā)展，基于各種網(wǎng)絡的通訊方式也發(fā)展很快，這種通訊方式很難歸結到有線或者無線的范疇，所以也單獨作為一類。

        有線方式比較多：音頻電纜，架空明線，載波電纜，同軸電纜，光纖，電力載波等。在有線上傳輸大體分為基帶傳輸和調(diào)制傳輸，基帶傳輸是在介質(zhì)上傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，可能也要經(jīng)過信號變化。調(diào)制解調(diào)傳輸要經(jīng)過模擬數(shù)字變換的傳輸。很多介質(zhì)既可以作為基帶傳輸也可以作為調(diào)制傳輸。

        無線方式主要包括: 電臺、微波、衛(wèi)星、光線、聲波等手段。

        網(wǎng)絡方式是通訊系統(tǒng)架構在一個計算機網(wǎng)絡之上，比如幀中繼，ATM.,IP網(wǎng)，這種通訊方式可能是有線的也可能是無線的，甚至多次跨越無線和有線。其性能也明顯區(qū)分于有線和無線系統(tǒng)。比如不用考慮誤碼，不用考慮報文的大小，不考慮系統(tǒng)的拓撲結構，但是網(wǎng)絡的時延可能比較大。通過GPRS網(wǎng)絡或者CDMA傳輸SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)就是典型的例子。

        1.5.SCADA的遠方終端單元

        SCADA系統(tǒng)遠程終端單元有一個專門的詞匯RTU。現(xiàn)在術語中稱為TeleControl。RTU一般包括通訊處理單元、開關量采集單元、脈沖量采集單元、模擬量采集單元、模擬量輸出單元，開關量輸出單元和脈沖量輸出單元等構成。還有一些其他的接口方式，比如電力變壓器的分接頭，氣象的格雷碼接口，水文的BCD碼接口等等。

        遠方的通訊一般和RTU安裝在一起，這樣便于接線。

        現(xiàn)在的RTU出來完成本身的數(shù)據(jù)采集工作和協(xié)議處理之外，還要完成和各種IED設備的接口和協(xié)議轉(zhuǎn)換工作。

        而且RTU的通訊處理單元的能力越來越強大，而相應的采集工作卻在逐漸的弱化，由各種IED設備代替了。

        RTU在中國電力系統(tǒng)的最大發(fā)展就是用交流采樣算法直接計算線路的電壓、電流、有功功、無功功率、功率因數(shù)、頻率、諧波等，取代了傳統(tǒng)的電力變送器，降低了成本，降低了接線復雜度，減少了誤差環(huán)節(jié)，提高了精度。而今綜合了保護、遠動、計量的設備已經(jīng)出現(xiàn)了，而傳統(tǒng)的遠動已經(jīng)基本退出了歷史舞臺。

        在其他行業(yè)的發(fā)展限于作者的知識范圍，無法多寫。