SCADA系统

用户使用容易，厂 商开发简单
完标全准免、费
第一个支总持线多结种构电 第一个用于工业现
场的总线协议
如RS-232、RS485、RS-422
Modbus通信协议
从从
从
wenku.baidu.com
从
从
机1 机2 机3 机4 机5
主 机
RS-485上的软件层协议ModBus主要依赖于主从模式.
系统 大到跨洲际的传
输管线分布式测 控 小到单机单台设 备的数采监控
SCADA系统组成 软件
SCADA系统
硬件
通信网络
SCADA软件：实时 数据库、历史数
据库 各厂家组态软件
PLC编程软件
仪表 PLC、RTU等 计算机、网络设
备 其他
有
系统架构
系统架构
• 运用各种硬件模块和控 制软件进行灵活的组态， 根据用户具体工况和要 求构建监控系统。
变送器
信号正 信号负 变送器
电
源
这两根线既是电
源线又是信号线
测量设 备
变送器输出电流在4-20mA 之间，根据传感器输出而变 化
模拟信号怎么转换为数 据呢？
A/D转换
测量到现场电流为16mA，变送器量程 0-0.6MPa
模拟量转换为 4数-2字0m量A对应800-
4000
模拟量A与数字量D
比A例关4系如下D ： 800 20 4 4000800
变送器是将感受的物理量、 化学量等信息按一定规律 转换成便于测量和传输的 标准化信号的装置
不易受干扰
模拟量电流信号适用 于远程传输
电流输出 (广泛采用)
信号范围
电流信号的标准通常采用 4～20 mA（防爆：20mA 的电流通断引起的火花能量 不足以引燃瓦斯）
温度变送器
常见变送器
浓度探头
液位变送器
压力变送器
RS485接口
RS-485最常见的应用是在工业环境下可编程逻辑控制器
内部之间的通信。
RS232
RS485
接口信号：接口的信号电平值较高， 达到十几V，容易损坏接口电路的芯 片。
传输速率：传输速率较低，在异步传 输时，比特率为20Kbps。
干扰：接口使用一根信号线和一根信 号返回线而构成共地的传输形式，这 种共地传输容易产生共模干扰。
模拟量转换实 际4-2数0m据A对应仪表
最小值-仪表最大值， 比例关系如下：
A 4 实际值 最小值 20 4 最大值 最小值
实际值为 （16-4）/ 16 * 0.6 = 0.45
RS485接口
RS485
百度百科
RS485串行总线标准在同一总线上最多可以挂接32个节点，数据最高传输速率为10Mbps，传输距离 理论值约1200米
SCADA系统简介
SCADA系统
SCADA系统
Supervisiory Control And Data Acquisition 监视控制和数据采集
监控点分散
应用在测控点十分 分散、分布范围广 泛的生产过程和设 备的监控
无人或少人值守
通常测控现场是 无人或少人值守
与DCS同源
与DCS（分布式控 制系统）同源，从 上世纪60年代开始 发展至今
是工业电子设备之间常用的连接方式。
Modbus通信协议
MODBUS通讯协议，是1979年由美国Modicon （莫迪康）公 司提出的。
MODBUS是世界上第一个用于工业现场的总线协 议，可以说，它的出现标志着工业现场从模拟量时 代向通讯时代迈进。
开放简、单免、费通俗 国家标准
GB/T19582-2008
常见485设备
流量计
变频器
485接口设备
人与人交流主要靠共同语言 设备之间交流则依靠
通信协议
Modbus通信协议
Modbus
百度百科
Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气 Schneider Electric）于1979年为 使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准并且现在
变送器
百度百科
变送器是从传感器发展而来的，凡是能输出标准信号的传感器即称为变送器 标准信号：国际电工委员会(IEC)将电流信号 4mA~20mA(DC)和电压信号 1V~5V(DC)确定为过程控制
系统中模拟信号的统一标准
变送器
抗干扰能力差
适合于将同一信号送 到并联的多个仪表上
电压输出
信号范围
主要的电压信号的范围为 0～10 v
PC上位机的RS485电路
电缆
• 通过RS232/RS485转换电路将PC 机串口RS232信号转换成RS485信 号，
• 通过PCI多串口卡，可以直接选用输 温度变送器 流量计 电流变送器
出信号为RS485类型的扩展卡。
• 在低速、短距离、无干扰的场合 可以采用普通的双绞线
• 在高速、长线传输时，则必须采 用阻抗匹配（一般为120Ω）的 RS485专用电缆，干扰恶劣的环 境下还应采用铠装型双绞屏蔽电
根据运行情况，按照设定逻 辑或需求对系统相关设备进 行自动控制。
05
报警提醒
根据需要，对参数进行报警限值 设定后，参数超出限值，将进行 报警提醒，保障生产安全
03 报表记录查询
06 下达调度和操作命令
系统将存储于数据库数据按 照客户指定报表格式、模板 ，自动生成报表
对远程分中心或现场设备进 行控制
变送器
传输距离：传输距离有限，最多只能 通信几十米。
接口信号：+2V～+6V表示“0”， - 6V～- 2V表示“1”，信号电平降 低。
传输速率：RS485通信速度快，最大 传输速率为10mb/s。
干扰：采用平衡发送和差分接收，因 此具有抑制共模干扰的能力。
传输距离：理论上，通信速率在 100Kbps及以下时，RS485的最长 传输距离可达1200米。
RS485接口
接线方式
• RS485有两线制和四线制两种接线 • 四线制是全双工通讯方式，支持点
对多点数据通信； • 两线制是半双工通讯方式，支持多
点数据通信.
PC
布网
接口转换设 备
• 两线制布网网络拓扑一般采用终 端匹配的总线型结构，不支持环 形或星形网络
• 在同一总线上最多可以挂接32个 节点。如果使用特制节点会更多。
• 基本组成结构是采用以 工业以太网做为控制网 络，可编程控制器PLC 做为核心的现地控制单 元，配以相对独立的的 测量元件。
主要功能
01 数据采0集4 和处理
趋势分析
自动采集运行过程中各设各 的实时数据，根据采集的数
将数据以曲线形式进行展示。 方便、直观监控运行情况
据，建立实时、历史数据库
02
控制功能