SCADA系统介绍
SCADA(电力监控)系统介绍
概述
SCADA又称远动（Supervisory Control And Data Acquisition），其定义是：监控和数据采集。
远动就是应用远程通信技术对远方运行设备进行监 视和控制，以实现远程信号、远程测量、远程控制和远 程调节等各项功能。
远动技术是随着生产过程自动化程度的日益提高而 发展起来的，是自动化技术与远程通信技术在电力生产 上的有机结合。
2020年7月23日
2
一、远动系统的特征 （一）远程性 远动系统远程性表现在系统使用了通讯技术。 （二）实时性
实时性：是指数据采集能及时反应到调度所；调度所的 控制命令也能及时下达到控制对象。
远动技术是一门综合技术，它是应用电力技术、计算机 技术、现代通讯技术在供电系统中的应用。
2020年7月23日
2.1 数据采集
控制中心监控系统实时采集的信息包括：模拟量、状态 量、控制量。
2.2 数据处理
信息采集后需在监控计算机进行显示，由计算机监控系 统软件完成数据的处理工作。
3
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。
10
2、调度员工作站
用于调度人员的日常控制、监视、和调度管理工作。
3、系统维护工作站
用于维护系统软件、定义系统运行参数、定义系统数 据库及编辑、修改、增扩人机界面画面等工作；并同时具 有网络管理功能，对全线网络设备进线设置和管理。当两 台调度员工作站故障时，可作为备用临时替代调度员工作 站使用。
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
2013年7月9日
…
3
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。
2013年7月9日
18
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
3
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。
04
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。
THANKS
感谢您的观看
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
RTU能执行的任务流程取决于下载到 CPU中的程序。应用程序可用工程中常 用的编程语言编写，如梯形图、C语言等。 有些设备采用C语言编程。
RTU的特点： （1）同时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）高度集成的、更紧凑的模块化结构设
➢C／S结构的管理信息系统具有较强的事 务处理能力，能实现复杂的业务流程。
C／S结构的缺点表现在： ➢ 需要专门的客户端安装程序，分布功能弱，针对点
多面广且不具备网络条件的用户群体，不能够实现 快速部署安装和配置。 ➢ 兼容性差，对于不同的开发工具，具有较大的局限 性。若采用不同工具，需要重新改写程序。
（3）选用工控机或商用机
在SCADA系统发展初期，上位机系统 普遍采用工控机。因为工控机在商用计算机 上进行了改装与加固，以适应工业应用的要 求，主要体现在：硬件结构、系统可靠性、 抗干扰能力和环境适应性等。
然而，近年来，随着商业机可靠性的不 断增强，以及商用机与工控机之间较大的价 格差距，SCADA系统选用商用机做上位机 已经十分普遍。对于可靠性要求高的场合， 可以通过热备等方式来实现。
➢PAC（可编程自动化控制器）
作为一种开放型的自动化控制设备， PAC在SCADA系统的下位机的应用逐步 增多，主要的产品有：GE Fanuc公司的 PACSystemsRX3i／7i、NI公司的 Compact FieldPoint、Beckoff公司 的 CX1000、泓格科技的WinCon／LinCon 系列、μPAC-7186EX、A-B公司的 CompactLogix和研华公司的ADAM5510EKW等。
3、两种结构比较
（1）B／S模式的优点和缺点 B／S结构的优点表现在： ➢具有分布性特点，可以随时随地进行查询、
浏览等业务处理。
➢业务扩展简单方便，通过增加网页即可增 加服务器功能。
➢维护简单方便，只需要改变网页，即可实 现所有用户的同步更新。
➢开发简单，共享性强。
B／S 结构的缺点表现在：
➢个性化特点明显降低，无法实现具有个性 化的功能要求。
➢智能仪表 在一些侧重数据采集、信息集中管
理与远程监管的应用中，远程控制功能 要求较低。在这类SCADA系统中，大量 使用各种现场仪表做下位机，如智能流 量计量表、冷量热量表、智能巡检仪等。
2、上位机
（1）上位机组成： 上位机系统通常包括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联网。
打印设备的局域网络。
上位机还可以设置WEB服务器，提供远 程监控网络。
（2）下位机系统间网络： 包括连接I/O设备与控制器的现场总线，
各种设备级总线等。
（3）连接上、下位机的通信网络
这部分网络最复杂，形式最多样，是 SCADA系统的重要特点。
4、检测和执行设备
（1）检测元件
SCADA系统中监控的参数按照数据类 型可以分为模拟量、数字量和脉冲量等，模 拟量包括温度、压力、物位、流量等典型过 程参数和其他各种参数，而数字量包括设备 的启／停状态等。
➢操作是以鼠标为最基本的操作方式，无法 满足快速操作的要求。
➢页面动态刷新，响应速度明显降低。
➢功能弱化，难以实现传统模式下的特殊功 能要求。
（2）C／S模式的优点和缺点 C／S结构的优点表现在：
➢由于客户端实现与服务器的直接相连，没 有中间环节，因此响应速度快。
➢操作界面漂亮、形式多样，可以充分满足 客户自身的个性化要求。
WEB客户
工作站
数据服务器
WEB服务器
Internet或工业以太网）
SCADA 服务器
串口 服务器
Modem
卫星
GPRS
X2.5
电台
现场控制
站点
PLC
现场总线
现场总线 I/O设备
HUB/MAU
NIC
%UTILIZATION
TAB
GD RE I F
JA KB LC M7 N8 O9
1、客户机／服务器结构
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，如图1.3所示。
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。 在C／S应用中，用户只关心完整地解决自己的应用 问题，而不关心这些应用问题由系统中哪台或哪几 台计算机来完成。
B／S结构最大特点是：用户可以通过浏 览器去访问Internet上的文本、数据、图像、 动画、视频点播和声音信息，这些信息都是 由许许多多的Web服务器产生的，而每一个 Web服务器又可以通过各种方式与数据库服 务器连接，大量的数据实际存放在数据库服 务器中。这种结构的最大优点是：客户机统 一采用浏览器，这不仅让用户使用方便，而 且使得客户端不存在维护的问题。
监控与数据采集技术 SCADA
Ch1 SCADA系统概述
一、什么是SCADA系统
SCADA的英文是Supervisory Control And Data Acquisition，译成中文就是监控与数据 采集。从其名称可以看出，其包含两个层次 的功能：数据采集和监控。图1.1所示为一个 市政工程SCADA系统。
下位机接收上位机的监控，并且向上 位机传输各种现场数据
（2）下位机类型： ➢远程终端单元RTU
RTU（Remote Terminal Unit，RTU） 是安装在远程现场的电子设备，用来监视 和测量安装在远程现场的传感器和设备。 它在提高信号传输可靠性、减轻主机负担、 减少信号电缆用量、节省安装费用等方面 的优点也得到用户的肯定。
PLC多作为SCADA系统的下位机。
DCS 系统（集散控制系统），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。
➢ 开发成本较高，需要具有一定专业水准的技术人员 才能完成。
四、SCADA、PLC与DCS
SCADA系统集中了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，特别适合测控点极为分散，对控制的 要求不是特别高的场合。
PLC 系统，即可编程控制器系统，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 。
计。
（4）更适应恶劣环境应用的品质。
➢PLC（中、小型） 典型的小型PLC产品有三菱的FX2N系
统PLC、西门子的S7200系统、OMRON的 CPM1A等。
一些中、大型的SCADA系统的下位机 会选用中型的PLC产品，如三菱的Q系列、 西门子的S7-300、A-B公司的ControlLogix 和施耐德的Quantum系列等。
ENRTUENR PRINT
4BMNCb/s
GD GD GD GD T2 U3
HELP ALPHA
V0 W.X YZ SHIFT
图1.2 SCADA系统结构
RTU
1、下位机
（1）下位机功能： ➢数据采集
下位机配置的各种输入设备（DI、AI等） 进行数据采集
➢控制 下位机配置的各种输出设备（DO、AO 等）对现场设备进行控制
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
TAB
GD RE I F
JA KB LC M7 N8 O9
ENRUTENR PRINT
4BMNCb/s
GD GD GD GD T2 U3
2、浏览器/服务器结构
随着Internet的普及和发展，以往的主机 ／终端和C／S结构都无法满足当前的全球网 络开放、互连、信息随处可见和信息共享的 新要求，于是就出现了B／S型结构，如图 1.4所示。
客户机 (浏览器)
HTTP请求
查询
Web服务器
HTTP响应
数据库 服务器
图1.4 浏览器／服务器结构
实际的SCADA系统上位机系统到底如 何配置还是根据系统规模和要求而定。根据 安全性要求，上位机系统还可以实现冗余， 即配置两台SCADA服务器，当一台出现故 障时，系统自动却换到另外一台工作。
（2）上位机功能： ➢数据采集和状态显示。 ➢远程监控。 ➢报警和报警处理。 ➢事故追忆和趋势分析。 ➢与其他应用系统的结合。
3、通信网络
通信网络实现SCADA系统的数据通信， 是SCADA系统的重要组成部分。与一般的 过程监控相比，通信网络在SCADA系统中 扮演的作用更为重要，这主要因为SCADA 系统监控的过程大多具有地理分散的特点， 如无线通信机站系统的监控。
（1）上位机系统间网络： 主要是连接上位机、服务器、通信设备、
2、特点
一般来讲，SCADA系统特指分布式计 算机测控系统，主要用于测控点十分分散、 分布范围广泛的生产过程或设备的监控， 通常情况下，测控现场是无人或少人值守。
二、SCADA系统结构
➢上位机：侧重监控功能 ➢下位机：直接控制功能 ➢通信网络：实现上、下位机数据交换 如图1.2所示。
从其结构可以看出，SCADA系统 具有控制分散、管理集中的“集散控 制系统”的特征。
三、SCADA系统典型架构
SCADA系统的发展三个阶段：
集中式SCADA系统阶段 分布式SCADA系统阶段 网络式SCADA系统