SCADA系统介绍
SCADA(电力监控)系统介绍
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沈阳有轨电车电力监控系统构成示意图
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●2台系统服务器 存贮、管理各种登录信息、用户信息、设备信息等。服务 器定时存贮从实时数据库中采集的实时数据，供其他工作站 调用。两台服务器采用主－备工作方式，两台服务器形成双 机热备用，做到一台服务器出现问题时，系统能平滑地切换 到另一台服务器，防止数据丢失，提高了系统的可靠性。 服务器之间也可以进行手动故障切换，若手动干预切换故 障服务器后，此服务器在重启过程中未检测到故障，此服务 器成为备用服务器。系统服务器进行定期自检，以检验系统 的状态。服务器状态可以显示在任何一台工作站的系统状态 模拟图上。自检周期根据系统软件配置及用户需求而定。 两 台服务器内存储的数据进行定时校对，以保证系统数据的一 致性。校对周期根据系统设备情况及用户需求而定。系统支 持主备用通信通道的手/自动切换，检测到主用通道故障时， 自动切换到备用通道。
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●两套复式系统 沈阳市浑南新区现代有轨电车一期工程在车辆段、停车 场均设置了供电工区，在两个工区分别设一套供电复示系 统，用于供电检修人员对供电系统的实时监视，并可以通 过此系统获取相关的检修信息，如开关跳闸次数、设备类 型、设备生产厂家等。供电车间复示终端系统不具备对供 电系统设备的控制权限。供电车间复示终端系统由车辆段 综合监控系统引出显示终端，此显示终端专门用于供电维 修车间。综合监控系统可以通过权限管理功能，限制供电 车间复示终端系统工作站的浏览权限。 供电车间复示终端系统可以实现以下功能： 1.设备信息管理功能 所有设备可以以图形的方式直观的显示在所属变电所 的接线图画面上，该设备的管理信息都可以方便的录入、
SCADA系统介绍完整版
RTU能执行旳任务流程取决于下载到 CPU中旳程序。应用程序可用工程中常 用旳编程语言编写，如梯形图、C语言等。 有些设备采用C语言编程。
RTU旳特点： （1）同步提供多种通讯端口和通讯机制。 （2）提供大容量程序和数据存储空间。 （3）高度集成旳、更紧凑旳模块化构造设
3、两种构造比较
• （1）B／S模式旳优点和缺陷 • B／S构造旳优点体现在： • 具有分布性特点，能够随时随处进行查询、
浏览等业务处理。
• 业务扩展简朴以便，经过增长网页即可增 长服务器功能。
• 维护简朴以便，只需要变化网页，即可实 现全部顾客旳同步更新。
• 开发简朴，共享性强。
• B／S 构造旳缺陷体现在：
HELP ALPHA
V0 W.X YZ SHIFT
现场人 机界面
现I/O
图1.1 SCADA系统实例－污水处理厂监控系统
1、定义
SCADA系统是一类功能强大旳计算机 远程监督控制与数据采集系统，它综合利 用了计算机技术、控制技术、通信与网络 技术，完毕了对测控点分散旳多种过程或 设备旳实时数据采集，本地或远程旳自动 控制，以及生产过程旳全方面实时监控， 并为安全生产、调度、管理、优化和故障 诊疗提供必要和完整旳数据及技术手段。
工作站
数据服务器
WEB服务器
污水泵站
以太网
Profibus
SCADA 服务器
进水泵房
SCADA 服务器
电台
曝气池
污泥处理
配电间
现场I/O
HUB/MAU
NIC
%UTILIZATION
数据采集和监控(SCADA)系统
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)系统即数据采集和监控系统，它是电网调度自动化系统的基础和核心，负责采集和处理电力系统运行中的各种实时和非实时数据，是电网调度中心各种应用软件主要的数据来源。
SCADA 系统包括实时数据采集、数据通信、SCADA 系统支撑平台、前置子系统、后台子系统等。
数据采集包括反映物理过程特征的数据的产生，数据发送、接收和数据处理；监视控制不仅包括对物理过程的直接控制，还包括管理性控制，只下发调控指令，由厂站端或者下级调度人工调控。
通常数据采集装置和控制装置安放在厂站端，与主站端监控系统并不在一起，所以要实现数据采集和直接控制功能需要双向数据通信，普通认为数据采集是信号上行的通信，而直接控制是信号下行的通信。
一个 SCADA 系统通常由一个主站和多个子站(远方终端装置 RTU 或者变电站综合自动化系统) 组成。
主站通常在调度控制中心 (主站端) ，子站安装在变电站或者发电厂(厂站端) ，主站通过远动通道或者广域网实现与子站的通信，完成数据采集和监视控制。
国分为五级调度，主站除接收子站信息，还以数据通信方式接受从下级调度控制中心主站转发来的信息，又向上级调度控制中心主站转发本站的信息。
厂站端是 SCADA 系统的实时数据源，又是进行控制的目的地。
SCADA 所采集的数据包括摹拟量测量 (又称为“遥测”)，状态测点 (又称为“遥信”) 和脉冲累加量 (又称为“遥脉”)。
SCADA 系统的主站分为前置子系统和后台子系统，二者通过局域网相联相互进行通信。
前置子系统主要完成与厂站端及其它调度控制中心的通信，并将获得的数据发送给后台子系统。
后台子系统进行数据处理。
SCADA 把这些最近扫描的已经处理的反映被监视系统状态的数据存储在数据库中。
画面联结数据库，于是画面就直观地给出该系统状态的正确景象。
SCADA 为每一个量测量赋予一个状态和记录数值的变化趋势，当设备处于不正常状态或者运行限值已被超过时通知调度员。
SCADA(电力监控)系统介绍
0.4kV测控、 保护智能单元
0.4kV 智能电表
DC1500V测控 保护单元
35kV测控、后备 保护智能单元
35kV纵差保护 智能单元
跟随所 监控单元
跟随所 智能电表
35kV开关柜单元 35kV 智能电表
35kV 智能电表
牵引降压混合变电所综合自动化系统构成图
杂散电流 监控单元
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二、远动系统的功能和优越性 （一）远动系统的功能 1.遥控。调度所对远方变电站的被控对象（如开关等）进行操作。 2.遥测。将变电站的被测对象（如电流、电压等）传送到调度所。
3.遥信。将变电站的被控对象（如开关位置信号等）传送到调度 所。
4.遥调。调度所对远方变电站的被控对象的工作状态和参数（如 变压器的输出电压等）进行调整。 其他管理功能：报表管理、事故回放、故障分析、信息管理、技 能培训等。
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间隔层包括分散安装于供电一次设备中的各种微机保护 测控单元、信息采集设备以及采用硬接点输出的现场设备。 设备包括400V及35kV交流保护测控单元、1500V直流保护 测控单元、变压器温控器、微机测控单元、杂散电流监控单 元、交/直流屏、上网隔离开关、负荷开关等。各厂家的智 能装置由国电南自提供的网络通信服务器进行接口及规约的 转换，实现与变电所综合自动化系统的接口，其它硬接点信 号可由智能测控装置进行采集，并由其实现对接触轨隔离开 关等的控制功能。 网络通信层即为所内通信网络和接口设备，间隔单元通 过所内网络通信层与站级管理层进行数据交换。
控制中心调度系统的局域网络采用双以太网结构，互为 热备用。网络结构采用总线型结构，配置以太网交换机 。
网络采用国际标准化的、成熟、可靠、通用性强的 TCP/IP网络协议。
SCADA系统介绍
SCADA系统介绍SCADA系统是工控领域的一个重要应用形态，是一种基于现代信息处理技术及监测技术实现生产过程自动化控制和数据管理的系统，可以实现生产设备的远程监测和控制。
本文将对SCADA系统的定义、功能、组成部分、原理及应用领域等进行详细介绍。
一、 SCADA系统的定义SCADA是英文Supervisory Control And Data Acquisition系统的简称，也叫作监控与数据采集系统。
SCADA系统是一种应用于工业生产控制领域的现代化自动化系统。
SCADA系统通过远程数据采集和数据传输技术，实现了对生产设备的远程监测、控制和管理，其主要功能包括数据采集、数据处理、数据存储、报警和自动控制等。
二、 SCADA系统的功能SCADA系统在企业生产中的主要功能是实现生产设备的远程监测和控制，包括以下几个方面的功能：1、远程监测：通过远程传输数据技术，实时监测生产现场的各项参数数据，如温度、湿度、压力、流量、浓度、电流、电压等。
2、远程控制：通过远程控制技术，远程控制生产线上的各项设备，包括开关灯、开关机、调节温度、调节压力等。
3、数据记录：自动记录生产现场的各项参数数据，并进行存储，便于历史数据的查询和统计分析。
4、报警提示：根据预设的参数阈值，当生产现场某些参数出现异常时，及时发出报警提示，以保障生产设备的安全运行。
三、 SCADA系统的组成部分SCADA系统分为两个主要部分:前端和后端。
前端负责数据采集、数据处理、监视等工作，后端负责数据存储、统计分析、报警处理等工作。
下面将对SCADA系统的组成部分进行详细介绍。
1、前端前端包括数据采集设备、人机界面和通信模块等几个部分。
（1）数据采集设备数据采集设备通常由传感器、信号处理器、数据采集卡、数据采集仪器等组成。
传感器主要负责测量生产现场各项参数，信号处理器则负责对传感器采样的模拟信号进行处理，并将处理后的信号转化为数字量信号，数字量信号经过数据采集卡转化为计算机能够识别的信号，最后数据采集仪器将数据发送到计算机，供后续处理使用。
SCADA系统介绍
上位机：一般由电脑和服务器组成，主要起到远程 监控、报警处理、数据存储以及与其他系统结合的作用。
SCADA系统结构
下位机
下位机类型： 1.远程测控终端RTU RTU安装在远程现场，用来监测远程现场的 传感器和其他电子设备，负责对现场信号、工业 设备进行监测和控制。
2.可编程逻辑控制器PLC PLC是专门为在工业环境下应用而设计的数 字运算操作电子系统。它通过可编程存储器的内 部运算和数字量模拟量的输入输出来控制各种设 备和生产过程。
现场人 机界面 现场I/O
污水处理厂SCADA系统实例
从实例图可以看出，SCADA系统具有分散控制、集 中管理的“集散控制系统”的特征。
二、SCADA系统结构
SCADA系统分为下位机、通信网络、上位机三个 部分。 下位机：一般由RTU和PLC组成，主要起到现场数 据采集和直接控制现场设备的功能； 通信网络：一般使用以太网，实现上、下位机之间 的数据交流；
上位机
上位机组成： SCADA的上位机系统包括SCADA服务器、工程师 站、操作员站、WEB服务器等，这些设备通常采用以太 网进行联网。 上位机系统的组成不是固定的，在实际使用中，可 以根据 SCADA系统的规模和要求进行配置。如果系统 可靠性要求较高，上位机系统还可以进行冗余，即配置 两台SCADA服务器，当其中一个服务器出现故障时，系 统自动切换到另外一个进行工作。
3.处理问题不同 C／S结构的客户端是本地程序，和本地硬件、程序的交互性很 强，可以控制本机的其他程序和读写本地磁盘文件。B／S结构建立 在广域网上、文件进行交互。
四、组态软件
组态软件是上位机软件中的一种，是用于数据采集 与过程控制的专用软件，多使用于SCADA系统和DCS系
SCADA(监控组态软件)简介
SCADA(监控组态软件)简介SCADA(监控组态软件)简介SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）是指监控系统中的一种软件应用，用于监控和控制工业过程中的各种设备和系统。
SCADA系统通常由一台或多台计算机组成，通过传感器和执行器与实际控制设备进行通信，并将数据传输到远程站点上的操作员终端。
这些操作员终端具有图形化的用户界面，可以显示实时数据、警报和报表。
1. SCADA系统的结构SCADA系统由四个主要组件组成：人机界面（HMI）、远程终端单元（RTU）、通信基础设施和控制中心。
人机界面是操作员与SCADA系统进行交互的接口，通常采用图形化界面展示实时数据。
RTU是一种电子设备，位于现场，负责与传感器和执行器进行通信，采集和传输数据。
通信基础设施是连接RTU和控制中心的网络，可使用有线或无线方式。
控制中心是SCADA系统的核心，负责数据处理、报警管理、远程控制等功能。
2. SCADA系统的功能SCADA系统的主要功能是实时监测和控制工业过程中的设备和系统。
它可以采集和记录各种数据，如温度、压力、流量等，并显示在操作员终端上。
操作员可以通过界面对设备进行控制，并对异常情况进行分析和处理。
此外，SCADA系统还可以生成报表、趋势图和统计图，帮助用户了解工艺过程的状态，进行优化和决策。
3. SCADA系统的应用SCADA系统广泛应用于各个行业，如电力、水处理、石油化工、交通等。
在电力行业，SCADA系统用于监控发电厂、变电站和配电网，实时跟踪电流、电压和功率等数据，并进行故障检测和远程操作。
在水处理行业，SCADA系统用于监控和控制水质、水位和水流，在发现异常情况时发出警报并采取相应措施。
在石油化工行业，SCADA系统用于监测和控制管道系统、储罐和工艺设备，确保生产过程的安全和稳定。
4. SCADA系统的特点SCADA系统具有以下几个特点：（1）实时性：SCADA系统能够实时采集和显示各种数据，使操作员能够快速了解过程状态。
SCADA系统简介
一、SCADA系统简介 二、检查系统接线发现的问题 三、基本故障的排查及处理
一、SCADA系统简介
（一）SCADA的定义 SCADA系统是以计算机为基础的生产过 程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运 行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设 备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等 各项功能。 榆济线使用的是Celegec公司的SCADA Viewstar IS 3.8系统。
（二）SCADA系统的组成 SCADA系统包括三部分： 上位机：操作员站、工程师站、服务器 下位机：PLC、RTU、检测与执行设备 数据通讯网络 SCADA控制系统中通常采用三级控制方式， 分别是 调控中心级 、 站场级 、 就地级 ，权 限最高的是 就地级 。
（一）SCADA的组成
PLC机柜正面图
PLC机柜背面图
ESD机柜正面图
ESD正面图
通讯机柜背面图
现场设备
1、电动阀门 2、变送器：压力、温度、液位、流量 3、第三方通讯设备
（三）SCADA系统的作用
1、工艺参数的采集与显示（D&A） 2、远程控制 3、工艺参数的设定 4、报警及故障自动判断及处理(连锁控制) 5、工艺参数趋势显示，生成报表
二、基本故障的处理
一、硬件故障 二、软件故障 三、通讯故障
三、基本故障的处理
例如： 1、机柜防浪涌保护器故障 2、站控室发命令现场无响应——偏差报警 3、站控机上出现阀门故障报警信号 4、某通讯状态中断---ModScam 5、阀门事故关断报警、偏差报警
SCADA系统基本概述
SCADA系统基本概述一、SCADA系统介绍SCADA是Supervisory ControI And Data AcquiSition System （数据采集与监视控制系统）的缩写，SCADA系统是对分布距离远，生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控制系统。
它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域，其中在电力系统中的应用更为广泛，发展技术也最为成熟。
它在远动系统中占重要地位，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能，即我们所知的“四遥”功能。
RTU(远程终端单元)，FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分。
在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用。
它是架构在PC 之上的生产自动化控制系统。
当然不同领域的应用，所需功能也不尽相同，但是它们都具有以下基本特色：图形操作介面；系统状态动态模拟；即时和历史资料趋势曲线显示；警报处理系统；资料获取取与记录；报表输出。
二、SCADA模块构成SCADA系统会包括以下的子系统：1、人机界面（human machine interface，简称HMI）是一个可以显示程序状态的设备，操作员可以依此设备监控及控制程序。
人机界面（或简称为HMI）一个可以显示程序状态的设备，操作员可以依此设备监控及控制程序。
HMI会链接到SCADA系统的数据库及软件，读取相关信息，以显示趋势、诊断数据及相关管理用的信息，如定期维护程序、物流信息、特定传感器或机器的细部线路图、或是可以协助故障排除的专家系统。
HMI系统常会用图像的方式显示系统的信息，而且会用图像模拟实际的系统。
操作员可以看到待控制系统的示意图。
例如一个连接到管路的泵浦图标，可以显示泵浦正在运转，及管路中液体的流量，操作员可以使泵浦停机，HMI软件会显示管路中液体流量随时间下降。
模拟图会包括线路图及示意图来表示制程中的元素，也可能用制程设备的图片，上面再加上动画说明制程情形。
调度自动化SCADA系统简介
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自动控制
根据预设的控制逻辑和算法，自动调整设备参数 和工艺流程，以实现稳定、高效的自动化生产。
数据存储与报表生成
数据存储
系统具备大容量数据存储能力，能够将采集到的实时数据和历史 数据存储在数据库中，方便后续查询和分析。
数据检索
提供灵活的数据检索功能，支持按时间、设备、工艺参数等条件 进行数据查询和导出。
报表生成
根据实际需求，系统可以自动生成各类报表，如生产日报、设备 运行记录等，提高工作效率和数据准确性。
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SCADA系统的优势与挑战
优势
实时监控
优化资源配置
SCADA系统能够实时监控和采集数据，帮 助企业及时了解生产设备的运行状态和生 产线的效率。
通过数据分析，SCADA系统能够为企业提 供更合理的资源配置方案，提高生产效率 和资源利用率。
预防性维护
提高安全性
通过对设备运行数据的监控和分析， SCADA系统能够预测设备可能出现的问题 ，提前进行维护，降低设备故障率。
SCADA系统能够实时监控生产过程中的安 全参数，及时发现和处理安全隐患，保障 生产安全。
挑战
数据安全风险 随着SCADA系统的广泛应用，数 据安全问题也日益突出，需要采 取有效的安全措施来保护数据不 被泄露或被恶意篡改。
监控中心通常包括计算机、显示器、操作台等硬件设备和监控软件，能够实现数据 可视化、报警处理、控制操作等功能。
监控中心的界面设计应直观易懂，方便操作人员快速掌握系统功能和操作方法。
执行机构
执行机构是SCADA系统的重要 组成部分，负责根据监控中心 的指令对现场设备进行控制。
执行机构通常包括电动执行器、 气动执行器、调节阀等，能够 实现开关、调节、控制等功能。
SCADA系统
一、SCADA系统综述SCADA——监视控制和数据采集是一个含义较广的术语，应用于可对安装在远距离场地的设备进行中央控制和监视的系统。
SCADA系统可以设计满足各种应用（水、电、气、报警、通信、保安等等），并满足顾客要求的设计指标和操作概念。
SCADA系统可以简单到只需通过一对导线连在远端的一个开关，也可复杂到一个计算机网络，它由许多无线远程终端设备（RTU）组成并与安装在中控室的功能强大的微机通信。
二、SCADA系统组成SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统作为生产过程和事物管理自动化最为有效的计算机软硬件系统之一，它包含两个层次的含义：一是分步式的数据采集系统，即智能数据采集系统，也就是通常所说的下位机；另一个是数据处理和显示系统，即上位机HMI（Human Machine Interface）系统。
下位机一般意义上通常指硬件层上的，即各种数据采集设备，如各种RTU、FTU、PLC及各种智能控制设备，等等。
这些智能采集设备与生产过程和事物管理的设备或仪表相结合，实时感知设备各种参数的状态，并将这些状态信号转换成数字信号，并通过特定数字通信或数字网络传递到HMI系统中；在必要的时候，这些智能系统也可以向设备发送控制信号。
上位机HMI系统在接受这些信息后，以适当的形式如声音、图形、图象等方式显示给用户，以达到监视的目的，同时数据经过处理后，告知用户设备各种参数的状态（报警、正常或报警恢复），这些处理后的数据可能会保存到数据库中，也可能通过网络系统传输到不同的监控平台上，还可能与别的系统（如MIS，GIS）结合形成功能更加强大的系统；HMI还可以接受操作人员的指示，将控制信号发送到下位机中，以达到控制的目的。
上位机与下位机结合的SCADA系统，作为操作员平台和中央监控系统，已经和将要广泛地应用到工业生产和事物管理的各个领域，主要包括：1、楼宇自动化开放性能良好的SCADA系统可作为楼宇设备运行与管理子系统，监控房屋设施的各项设备、事务，如门警、电梯运营、消防系统、照明系统、空调系统、水工、备用电力系统等等的自动化管理；2、生产线管理用于监控和协调生产线上各种设备正常有序的运营和产品数据的配方管理；3、无人工作站系统用于集中监控无人看守系统的正常运行，这种无人值班系统广泛分布在以下行业：无线通讯基站网；邮电通讯机房空调网；电力系统配电网；铁路系统电力系统调度网；铁路系统道口，信号管理系统；坝体、隧道、桥梁、机场和码头等安全监控网；石油和天然气等各种管道监控管理系统；地铁、铁路自动收费系统；交通安全监侧；城市供热、供水系统监控和调度；钢铁工业高炉安全监控系统；环境、天文和气象无人检测网络的管理；各种工业锅炉监控保护系统；其它各种需要实时监控的设备。
SCADA(电力监控)系统介绍
SCADA(电力监控)系统介绍【正文】SCADA(电力监控)系统介绍1·背景介绍1·1 电力监控系统的定义1·2 监控系统的作用和重要性1·3 SCADA系统在电力监控领域中的应用2·SCADA系统概述2·1 SCADA系统的定义和原理2·2 SCADA系统的功能和特点2·3 SCADA系统的架构和组成3·SCADA系统的核心功能3·1 数据采集和传输3·1·1 数据采集方式和技术3·1·2 数据传输技术和协议3·2 监控与控制功能3·2·1 监控功能的实现原理 3·2·2 控制功能的实现原理 3·3 历史数据存储和分析3·3·1 数据存储和管理技术 3·3·2 数据分析和报表功能4·SCADA系统的应用场景4·1 电力生产监控4·1·1 发电厂监控4·1·2 输电线路监控4·1·3 变电站监控4·2 电力配送监控4·2·1 电力负载监控4·2·2 电力异常监测4·2·3 能源管理4·3 电力设备监控4·3·1 开关设备监控4·3·2 变压器监控4·3·3 电动机监控5·SCADA系统的优势和挑战5·1 优势5·1·1 实时监控和控制能力5·1·2 自动化运维和维护5·1·3 数据分析和决策支持5·2 挑战5·2·1 安全性与隐私保护5·2·2 系统可靠性和稳定性5·2·3 技术升级和软硬件兼容性【附件】附件1、SCADA系统设计图附件2、SCADA系统用户手册【法律名词及注释】1·电力监控系统：指用于监测、控制和管理电力生产、传输和分配过程中各个环节的系统。
SCADA系统简介
SCADA系统SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。
SC ADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统中，SCAD A系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它在远动系统中占重要地位,可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能,即我们所知的＂四遥＂功能.RTU(远程终端单元),FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分．在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用．SCADA系统概述一、SCADA系统概述SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它作为能量管理系统（EM S系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。
它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。
在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。
二、SCADA系统发展历程SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。
《SCADA系统介绍》课件
SCADA系统的历史与发展
SCADA系统的起源可以追溯到20世纪 50年代的电力系统监控。
目前，SCADA系统已经广泛应用于能 源、化工、环保、智能交通等领域， 成为工业自动化领域的重要支柱之一 。
1
数据处理与分析软件是SCADA系统中的核心组成 部分，负责对从数据采集设备传输过来的数据进 行处理、分析和可视化。
2
数据处理与分析软件通常包括各种类型的算法和 数据处理技术，如滤波、去噪、插值、回归分析 等。
3
数据处理与分析软件需要具备强大的数据处理能 力和高效的算法，以应对大量数据的处理和实时 监控的需求。
控制功能
操作人员可以通过SCADA系统对设备进行远程控制，如启动、停止、调节等操 作，实现自动化控制。
数据分析与优化
数据分析
对采集到的历史数据进行分析，挖掘出潜在的问题和优化点 ，为生产过程的改进提供依据。
优化建议
根据数据分析结果，提供针对性的优化建议，提高生产效率 和产品质量。
报警与安全机制
报警功能
案例三：智能交通SCADA系统应用
总结词
交通信号控制与智能调度
详细描述
SCADA系统在智能交通领域主要用于监控交通运行状态，实现交通信号的智能控制和 调度。该案例介绍了智能交通SCADA系统的技术原理、应用优势以及未来发展趋势。
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总结词
电力监控与管理
详细描述
SCADA系统在电力行业中主要用于监控电网运行状态，实现远程控制和调度，提高电力供应的稳定性和可靠性 。该案例介绍了电力行业SCADA系统的基本架构、功能特点以及应用效果。
SCADA系统介绍
1．SCADA系统全称是Supervisor Control And Data Acquisition即监测监控及数据采集系统，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。
2．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，即分布式数据条集和监控系统，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．SCADA系统的应用场合有以下特点：
(1)数据采集的范围大，如几百米，几公里，甚至几千公里；
(2)站点数量比较多，几个至几千个；
(3)每个站点采集的数据量不是很大；
(4)对实时性要求不很高。
SCADA系统的设备有以下特点：
(1)网络能力较强，一般应用电话线、租用线、光缆或无线作为介质；
(2)现场模块(RTU)比较灵活，价格低；
(3)RTU适用于恶劣环境，如高海拔，高寒，降水等；
SCADA系统的组成包括远程终端单元(RTU)，网络传输系统，位于监控中心的数据处理系统。
SCADA系统的典型应用如油田抽油井监控、市政(给水、热力、燃气等)管道系统监控、长距离输送系统监控制、野外无人值守设备监控等。
第一章 SCADA系统概述
第一章SCADA系统概述1.1. SCADA系统的意义SCADA是Supervisory ControI And Data AcquiSition System 的缩写，是对分布距离远，生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控制系统。
了解生产情况是实施科学生产的基础，如果生产过程分布很近，可以采用就近控制的办法，就地接线，就地监视，就地控制，对于复杂的过程生产采用DCS系统控制的比较多，也有采用PLC的或者专业控制器。
而对于生产各个环节分布距离非常远的，比如几公里，几十公里，几百公里甚至几千公里的，如变电站，天然气管线，油田，自来水管网，随着技术的发展，人们慢慢发展出远程采集监视控制系统，称为SCADA系统。
SCADA系统与其他系统的区别在于：分布区域广泛主站与控制对象距离远监控终端的工作条件苛刻通讯系统复杂多变通讯系统不保证可靠传输1.2. SCADA系统的构成SCADA系统主要包括三部分组成，主站端，通讯系统和远程终端单元。
主站一般采用先进的计算机，有着良好的图形支持，现在采用PC计算机和WINDOWS系统居多，在历史上，曾经有很多系统采用UNIX系统和XWINDOWS图形界面。
一个主站可能的分站数量从几十到几百、几千个不等。
通讯系统就非常复杂了，有线的包括音频电缆、载波电缆、光纤、电力载波等，无线的包括电台、卫星、微波等。
远程终端单元(RTU or TeleControl )的品种也很多，大的系统由很多机柜组成，小的系统可能就是一个小盒子。
1.3. SCADA的主站系统SCADA系统的主站过去由很多著名的系统是基于UNIX操作系统家族和XWINDOW图形界面的。
随着计算机系统的发展，特别是PC机的发展，PC机和PC机上运行的操作系统在扮演着越来越重要的角色。
庞大的主站系统一般包括如下内容：通讯前置系统，主要负责解析各种不同的规约，完成通讯接口数据处理，包括数据转发。
包括前置计算机，串口池或者MODEM 池，机架，防雷措施和网络接口。
SCADA系统-汇报
SCADA系统-汇报
什么是SCADA系统
SCADA，是英文Supervisory Control And Data Acquisition的缩写，是指一种监控，管理和数据采集系统。
它实现了远程控制的监控，管理和
数据采集的功能，帮助企业实现自动化生产管理。
SCADA系统可以用于大
型的车间和生产线，以及重要的社会设施，通过采集、处理感觉器设备上
的实时输入信息，实现现场设备的自动操控和监控，从而可以实现环境的
实时监控和调度控制。
SCADA系统可以对工厂的各个流程进行监控，可以管理现场的开关、
调节阀和其他操作状态，从而实现自动控制。
SCADA系统还可以收集数据，如温度、湿度、压力等，来帮助企业对设备的运行状况和员工的工作情况
进行实时监控和调度。
而且，SCADA系统也可以通过安装现场视频监控设备，实现实时视频监控，帮助企业更好地控制车间环境和职工的行为。
1.传感器：它是SCADA系统的核心部件，主要用于采集现场实时的输
入信息，如温度、湿度、压力、风速、电流等；
2.现场控制器：它是SCADA系统的主要组成部分，主要负责现场信号
的采集、处理、比较和控制；。
什么是SCADA系统
什么是SCADA系统一.SCADA系统概述SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。
SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。
SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
在电力系统中，SCADA系统应用较为广泛，技术发展也较为成熟。
它作为能量管理系统（EMS系统）的一个较主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。
它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。
在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。
SCADA在石油管道工程中占有重要的地位,系统管理石油管道的顺序控制输送、设备监控、数据同步传输记录，监控管道沿线及各站控系统运行状况。
各站场的站控系统作为管道自动控制系统的现场控制单元，除完成对所处站场的监控任务外，同时负责将有关信息传送给合肥调度控制中心并接受和执行其下达的命令，并将所有的数据记录储存。
除此之外的基本功能,现在的SCADA管道系统还具备泄露检测,系统模拟,水击提前保护等新功能.二．SCADA系统发展历程SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。
SCADA系统介绍
SCADA在制药行业中的作用： 制药行业各方面都要求遵循质量规范，其中数据的准确性和完 整性是药品生产过程质量控制中重要的一环。
在制药过程涵盖的各个领域和阶段，如固体制剂、无菌制剂、 生物制药等，SCADA 系统都能进行数据采集，从而保证对生产关 键工艺参数的采集准确性，并确保其有明确的验证文件支持。同时， 为了防止意外，SCADA系统还需要配备有UPS，并具备灾难恢复机 制，遇到突发状况能够迅速还原，最大程度减少数据损失。
网络式SCADA系统具有两种体系结构： 1.客户机／服务器结构（Client／Server结构，简称C/S结构）
C／S结构中的服务器通常采用高性能的PC或工作站，并配备使 用大型数据库系统。客户机需要安装专用的客户端软件。 C／S结构中客户机和服务器之间的通信以“请求－响应”的方 式进行。客户机先向服务器发出请求，服务器再响应这个请求。 C／S结构最重要的特征是：它不是一个主从环境，而是一个平 等的环境，即C／S系统中各计算机在不同的场合既可能是客户机， 也可能是服务器。如在SCADA系统中，当SCADA服务器向PLC请 求数据时，它是客户机，而当其他操作站向SCADA服务器请求服务 时，它就是服务器。这种结构可以充分利用两端硬件环境的优势， 将任务合理分配到客户端和服务器端来实现，降低了系统的通讯开 销。
通信网络
通信网络是SCADA系统能够实现数据通信的基础， 是SCADA系统的重要组成部分。 现在在SCADA系统中，普遍采用适配标准TCP/IP协 议的以太网通讯方案，结合已经采用以太网通讯的上层 MES、ERP架构，可以实现以太网一网到底。 以太网通讯具有诸多优势，如通讯距离长，数据传 输量大，成本低，施工简单等等。 在SCADA系统中，各下位机之间通过现场总线进行 连接，各上位机之间则通过局域网络进行连接，还可以 通过设置WEB服务器，用于提供远程监控网络。
SCADA系统
第七节 SCADA系统一、SCADA系统概念SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统:即数据采集与监视控制系统。
远动系统:用电气化手段通过一个或多个相互连接（或非连接）的通道，对远方处于分散状态的生产过程的集中监测，控制和集中管理。
牵引供电SCADA系统是远动系统的一个典型应用SCADA系统由调度端、被控站及信道等组成。
调度端：设在电力调度所内完成远动对象的监控、数据统计及管理功能等；被控站:（RTU:Remote Terminal Unit）：受调度端监视的站称为被控站，被控站完成远动系统的数据采集、预处理，发送、接收及输出执行等功能；信道：远动信息传输的介质（通路）称为信道，可分为有线信道及无线信道。
SCADA信息的传输在信道中传输的远动信息分为上行信息和下行信息。
下行信息：从调度端发往被控站的信息称为下行信息（如下发遥控，遥调令），所有通道称为下行信道。
上行信息：从被控站发往调度端的信息称为上行信息（如被控站要上送的测量量，开关状态及事故信号等），所有信道称为上行信道。
远动系统信息传送方式分为两大类即循环方式（CDT）和查询（Polling）方式CDT方式（循环传送方式）：以被控站的远动装置为主，周期地采集数据，并且周期性地以循环的方式向调度端发送数据，即由被控端传送遥测、遥信量给调度端。
POLLING方式（查询传送方式）：以调度端为主。
由调度端发出查询命令，被控端按发来的命令工作，被查询的站向调度端传送数据或状态信息。
SCADA系统的工作方式：SCADA系统的工作方式有多种，可分为1：1工作方式，1：N工作方式及M：N工作方式。
1：N工作方式：指1个调度端对应N个被控站；M：N工作方式：指M个调度端对应着N个被控站。
牵引供电SCADA系统的类型:根据系统所采用的信道，被控站及调度系统的结构不同可有多种分类。
按信道结构分：传送信号是利用有线信道还是无线信道可分为有线和无线远动系统。
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如果测量敞口容器的液位，则采用如 图3-2的形式，其差压变送器的负压室通 大气，正压室通过导压管和阀门与容器 的取压点连接。
如果测量压力容器的液位，则采用如 图3-3的形式，其差压变送器的正负压室 都要通过导压管和阀门与容器的上下限液 位取压点连接，以平衡容器内气相压力P 的静压作用。
注意：
（2）、雷达液位计
雷达液位计的原理与超声波液位计的原理基 本相同，最大的不同是，前者用的是电波（微 波），而后者用的是超声波。另外，雷达液位 计的换能器是雷达天线；超声波液位计的换能 器用的是超声波换能器。
雷达液位计与超声波液位计比较
在检测精度 雷达液位计大大高于超声波液位计，
雷达液位计又可分为计量级和控制级两 种精度等级。 应用情况
一次仪表
安装在现场，用于测量、变送的仪表称为 “一次仪表”，如压力变送器、温度变 送器（热电阻、热电偶）等。
二次仪表
安装在值班室，用于显示、记录的仪 表称为“二次仪表”，如单针指示仪、数 字显示仪、记录仪等。
检测仪表分类
按检测参数分四大类 温度仪表 压力仪表 液位仪表 流量仪表
（一）、常用的压力测量仪表
常用的远传压力测量仪表有（以测压 元件分类）：电容式压力变送器、扩散 硅压力变送器等。
（1）、电容式压力变送器
如图1-5为电容式压力/差压变送器， 它是由检测极板和固定极板及相应的检 测放大电路组成的。
（2）、扩散硅式压力变送器
如图所示，它是由固定极和检测极（外 壳）及检测放大电路组成的。其原理是利用 扩散硅的压阻效应来测量压力的。
（3）、刮板流量计
可旋转的转子在进出口压差作用下，通过 内外滑动的两对刮板在空腔中旋转，转子 每旋转一周，便有四倍计量室容积的流体 排出，通过转动机构可以计算出排出液体 的总量。
三种容积式流量计应用比较
椭圆齿轮流量计 精度较刮板流量计、腰轮流量计低， 最高精度：0.5, 一般用于燃料油计量。
（1）、双金属温度计
如图2-1 所示，利用两片膨胀系数不同的金 属片叠焊在一起，构成双金属温度计。当温度 变化时，由于两金属片的膨胀长度不同而产生 弯曲，温度越高弯曲的角度越大。如果将双金 属片制成螺旋管壮，则灵敏度将大大提高。应 用上述原理即可制成结构简单、成本低廉的双 金属温度计，其准确度一般在±1.0～2.5。
（三）液位检测仪表
1、常用的接触式液位仪表
（1）、浮子式液位计 如图3-1所示，浮子式液位计是利用漂浮在
液面上的浮子所产生的位移或浮力随液位的变 化，经传递、变送、由相应的仪表进行液位显 示。
浮子式液位计
目前液位变送器种类较多，常用的光电 型（码带式光导液位计）、码盘型（钢 带式液位计）。
弹簧管式压力表由于其结构的
原因，其精确度较难做高，一般为 2.5级到0.4级。工业上常用的弹簧管 式压力表精度等级为1.5级。
2、远传压力测量仪表
远传压力测量仪表是将因压力作用， 而使某种物体产生的变形或位移，转换 成电信号或气压信号、光信号，经电缆 远传到值班室或控制室，由显示或记录 仪表显示出被测压力的数值。
从SCADA的名称上看，它不是完全的控 制系统，而是集中监控系统，它是基于 硬件之上的纯软件包，它常与PLC （Program Logic Controller）、 RTU(Remote Terminal Unit)或其它硬件模 块进行通讯连接实现集中监控功能。
SCADA系统具有对远程、分散的站 库，在线实时数据采集、处理、计算、
（3）、超声波流量计
如图4-3所示，超声波流量计是应用 声波传播速度与流体的流速有关，通过 测量声波在流体中的传播速度等，求出 流速和流量。此外，还可用相位差、频 率差等方法来测量流量。
时差法
插入式 宽束换能器
超声波流量计
特点： 非接触式，安装方便 应用： 近几年发展迅速，精度提高，最高达0.2级,国 外已开始运用于原油和天然气的交接计量。 管道储运公司应用： 甬沪宁管线进出站流量测量，精度0.3 加热炉的进出炉流量测量，精度0.5
输油管线由于管线长、沿线站点分散， 距离相对较远、地理位置相对偏僻等特 点，常采用SCADA系统对其进行数据采 集和集中监控，在国外，使用SCADA系 统的管线，基本上可以实现输油泵站无 人值守，这不仅大大提高输油管线自动 化水平，提高管线运行安全性，还大大 降低运行成本，提高管线运营的经济效 益。
AB (PLC)
西门子(PLC)
ABB (AC800F)
AB (PLC)
AB (SLC)
AB (ControlLogix)
AB (Panelview_en)
ABB-PLC与现场总线仪表组成的系统
SCADA系统介绍
SCADA
Supervisory Control And Data Acquisition 的英文首字母缩写，意思是数据采集和 监控，是一种实时采集和分析数据的计 算机监控系统。
工业上常用的热电阻有： ① 、铂热电阻（分度号为Pt100）； ② 、铜热电阻（分度号为Cu50和
Cu100）。
其特点是适合测量低温。 测量范围-200~+500℃。
2、辐射式温度计
物体受热后会发出 各种波长的辐射能， 光学温度计就是通 过检测这种辐射能 来测量物体温度的。 辐射式温度计属于 非接触式测温仪表。
压力变送器与压力表比较
压力变送器精度高 精度: 0.5 0.25 0.1
智能压力变送器 带现场液晶显示
压力表精度低 一般现场使用的压力表精度: 1.5
（二）、常用温度测量仪表
1、常用接触式测温仪表
常用接触式测温仪表有玻璃液体温 度计、双金属温度计。这些都属就地显 示仪表；另外还有热电偶、热电阻、半 导体等组成的远传仪表。
刮板流量计、腰轮流量计 精度高，一般用于原油交接计量。 腰轮流量计精度达0.2% 刮板流量计精度达0.15%
目前管道储运公司 自动化仪表的应用现状
智能变送器取代传统型变送器 PLC、RTU和计算机取代盘装二次表，
实现计算机数据采集和控制
采用SCADA系统，实现管道全线工艺参 数的计算机数据采集和远程监控。
2、容积式流量计
（1）、椭圆齿轮流量计
椭圆齿轮流量计是在固定的壳体内，有 一对互相齿合的椭圆齿轮，在流体的入 口和出口之间的压差作用下，推动椭圆 齿轮旋转，不断地将充满在齿轮与壳体 之间的定体积流体排出。通过累计齿轮 的转数，可以计算出流量的数值。
（2）、腰轮流量计
腰轮流量计的基本原理和椭圆齿轮流量 计相同，只是运动部件的形状略有不同， 腰轮的表面无牙齿，两只腰轮是靠套在 伸出壳体的两根轴上的齿轮齿合的。
SCADA系统典型硬件配置图
SCADA系统硬件配置图
控制中心的数据服务器和站控的PLC或 RTU是SCADA系统的核心控制硬件
系统所有的控制任务都是通过PLC或 RTU采集现场仪表信号、控制执行机构 完成的，
控制中心所有现场实时数据都是通过数 据服务器与PLC/RTU进行通讯获得的， 所有的控制命令都是通过数据服务器发 送给站控PLC/RTU来完成。
输油管道SCADA系统
主要内容
常用检测仪表 SCADA系统 输油常规报警和安全联锁保护 甬沪宁SCADA系统控制功能和
联锁保护
常用检测仪表介绍
检测仪表分类
按安装位置分 就地显示仪表 压力表、双金属温度计等；
远传仪表: 通过测量、变送再经电缆或 引压管线、光纤远传到控制室显示
以控制室为界 一次仪表 二次仪表
分析、存储、显示、控制等功能。 SCADA系统根据系统采集、控制点数的 多少，系统规模的大小不同，小到只有 一台计算机组成一个小型SCADA系统； 大到由多台服务器和若干台工作站协同 组成大型SCADA系统。工业上，SCADA 系统广泛应用于远程通讯、供水与污水
处理、化工、能源、电力、冶金、油气 输送等领域。
当被测介质通过流量计时，在流体的 作用下，冲击涡轮叶片而使涡轮旋转。 在一定的流量范围和流体粘度下，涡轮 转速与流体的速度成正比，流速越大， 涡轮的转速也越快。
当涡轮转动时，周期性改变检测线圈磁 电回路的磁阻，从而产生与流量成正比 的电脉冲信号。
根据单位时间内的脉冲数和累计数，即 可求出瞬时流量和累计流量。
1、弹簧管式压力表
常用的弹簧管式压力表是由单圈或多圈弹簧管 弯成圆弧形的空心管子，如图1-1所示。它的截 面成扁圆形或椭圆形，椭圆形的长轴b与弹簧 管弯成的圆弧中心轴O平行。A为弹簧管的固 定端，是被测压力的输入端；B为弹簧管的自 由端，即位移输出端。
作为压力——位移转换元件的弹簧 管，当它的固定端通入被测压力P后， 由于椭圆形截面在压力P的作用下将趋 向圆形，其自由端就由B移到B’，如图 1-1所示。根据弹性变形的原理可知，其 位移量与被测压力P成一定正比关系。
雷达液位计应用较广泛。
（四）、流量检测仪表
常用的流量测量仪表 速度式流量计，如孔板、涡轮、超
声波等； 容积式流量计，如椭圆齿轮流量计、
腰轮流量计、刮板流量计、双转子 流量计。
1、 速度式流量计
பைடு நூலகம்
（1）、孔板流量计
在管道中插入流通面积较小的节流件，造成在流 体通过节流件时，在节流件上、下游之间产生静 压差（简称差压），通过测量差压求出流量。节 流件的形式较多，最常用的就是孔板。如图4-1所 示。
热电偶温度计
特点：测量高温 测量范围：0-1200℃
工业上常用的热电偶有： ① 铑10—铂（分度号S）； ② 镉—镍硅（镍镉—镍铝）（分度号K）； ③ 镍铬—铜镍（康铜）（分度号E）。
（3）、热电阻温度计
热电阻温度计是由热电阻 （感温元件）、显示仪表及 连接导线三部分组成的。热 电阻温度计是根据导体或半 导体的电阻值随温度变化而 变化的性质制成的。采用电 子平衡电桥（或桥路）来测 量感温元件的电阻值，进行 测量温度的。如图2-3所示。