SCADA系统-汇报

third step
• 程序结束
• 对输出状态的刷新等工作 • 输出状态寄存器的通断状态 在输出刷新阶段送至输出锁 存器中， • 并通过一定的方式（继电器、 晶体管或晶闸管）输出，驱 动相应输出设备工作
• CPU根据用户存储器中的程 序，按指令步序号（或地址
First Steps • 上电处理后，利用编程器将用户 程序送入PLC的存储器
RS485
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。
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
Supervisiory Control And Data
Acquisition
监视控制和数据采集
SACADA系统
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
系统组成
准确定义1
人机界面HMI(HumanMachineInterface） /监控与数据采集SCADA（Supervisory ControlAndDataAcquisition)软件。
准确定义2
实现HMI或MMI(ManMachineInterface)和控 制功能；
准确定义3
实时数据库、实时控制、SCADA、通信及 联网、开放数据接口、对I/0设备的广泛支 持。
SCADA系统建设方案
汇报人：XXX
GCI Business introduction
系统总的设计方案
对本项目的建设需求、系统组网、功能应 用的阐述
系统需求
泵站的监控系统是在泵站管理内监控中心的控制台实现对各泵站设 备的监测、控制功能。
实现监视泵站运行状态和运行参数、接收故障报警信息、通过智能终端设备下达控制信号，并 具有报表统计和打印功能等，具体要求如下：
0100。前后分别加上起始、停止位: “起始位 1100 0100 停止
位”共10位数据。 组态软件<=上位机软件。又称组态监控软件系统软件。 译自英文SCADA，即 Supervisory Control and Data Acquisition（数据采集与监视控制） 它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。 通俗来说，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。
变送器
信号正
电源
现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电最典 型的是需要两根电源线
电阻 信号负
这两根线既是电源线 又是信号线
接受仪表
变送器
变送器的耗电电流在4-20mA之间根据 传感器输出而作的电子系统，专为工业环境设计。
它采用了可编程程序的存储器，用来在其内部存储逻辑、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模
能。 随后出现的RS485解决了这个问题。下面我们就简单介绍一下RS485
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
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。 传输距离：传输距离有限，最多只能通信几十米。
号）作周期性循环扫描，扫 描过程中进行自诊断检查
R机技术的成熟而发展起来的， 现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。 究其原因就是企业信息化的需要，企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。
最初是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功
如果需传输更长的距离，需要加 485中继器，最多可以加八个中 继
光纤传输
如果确实需要长距离传输，可以 采用光纤为传播介质，收发两端 各加一个光电转换器
Modbus 通信协议
从机1
从机2
从机3
从机4
从机5
RS-485上的软件层协议ModBus主要依赖于主从模式.
RS485由于不具备冲突检测的硬件机制，所以它必须遵循主从模
拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程；
PLC 结构
存储器（ROM/RAM） 系统程序+用户程序
编程器 监控设备
设备接口
打印机
输入接口
电源
输出接口
输入设备 按钮、开关等
输出设备（接触器、 电磁闸等）
PLC 工作流程
process step • 以扫描方式按顺序将所有输入端 子的通断状态或输入数据读入 Second steps
式。
硬件协议可以确保数据得以传输出去，软件协议保障数据的有序传输，数据 不会发生冲突
结构要求
数据交互
至少且只有一个主机，其他的都是从机 不管任何时候，从机都不能主动向主机 发送数据 主机具有访问从机的权限，从机不可以 主动访问从机，任何一次数据交换，都 要由主机发起 不管是主机还是从机，系统一旦上电， 都要把自己置于接收状态
交换机 电流变送器 电压变送器 水泵 水位变送器 开关位置状态 远传压力表 电动蝶阀
交换机
电流变送器 电压变送器 水泵 水位变送器 开关位置状态 远传压力表 电动蝶阀
PLC
PLC
功能应用
01 03
05
数据采集和处理功能
自动采集运行过程中各设各的实时数据 ，根据采集的数据，建立实时、历史数 据库，并自动生成报表，
运行方式
自动运行和手动操作相结合， 实现对泵站的自动检测与控制
用户界面
系统提供友好界面和方便地控 制。
实时监控
动态监测作业流程，动态显示 流程画面、自动监测设备的开 关、压力水位、流量。
报警功能
系统自动报警功能，并能记录 故障的时间、原因等信息。
SCADA 系统
SACADA系统
SCADA系统是：
监控点分散
组态软件
“组态” configuration
使用软件工具对计算机及软件的各种资源 进行配置，达到使计算机或软件按照预先 设置，自动执行待定任务，满足使用者要 求的目的。
开发商开发具有一套具有一定通用性的 软件平台，生产若干中规格的硬件模块， 然后根据用户要求在软件平台上二次开 发及硬件模块的连接
软件开发平台就称为“组态软件”
主机将自己转为发送状态 主机按照预先约定的格式发出寻址数 据帧 主机恢复自身的接收状态
主机
Modbus 数据包
ModBus传输方式
RTU传输方式
ASC传输方式
• RTU实际上也成为二进制方式。假设主机要发送0x23，那就是 发送0010 0011，按照RS485通讯协议，先发高位，即1100
• 同样要发送0x23，它是十六进制数，会将其拆成十位的“2” 和个位的“3”，将它们的asc码依次发出去，“0”的asc码是 0x32，“3” 的asc是0x33，转为二进制为0011 0010和0011 0011，同样要加上停止、起始位，共20位数据 。
02 04
06
监测功能
监测设备运行情况。
控制功能
自动根据泵站当时的运行情况，对泵站 机组以及相关控制设备进行自动控制。
保护功能
进行过压、过电流保护
视频监视功能
可以进行视频监控
数据通信功能
不同层级能够进行及时有效的网络通信， 实现整个泵站机组和各设备协调工作， 达到科学运行管理的目标。
分项方案
对整个系统涉及到的分项内容进行阐述
视频录像机 监控显示器
监控中心
汇聚交换机 无线网桥
系统组网
• 运用各种硬件模块和控制软件进
传输通道
行灵活的组态，根据用户泵站的 具体工况和要求构建监控系统。
无线网桥 泵站1
无线网桥 泵站n
前端监控现场
• 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。
RS485 接口
对于双绞线，从RS485接口到负载其数据信 号传输所允许的最大电缆长度与信号传输的 波特率成反比
这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所影响
100kb/s
在100kb/s速率以下，才可能使用 规定最长的电缆长度。只有在很 短的距离下才能获得最高速率传 输。
速率与长度 成反比
485中继器
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
SCADA系统组成
软件
硬件
通信网络
SCADA软件：HMI、 实 时数据库、历时数据库 行业专用软件 PLC组态软件
仪表 PLC、RTU等 计算机、网络设备 其他
有线、无线、微波等
系统组网
摄像头 摄像头 监控终端 监控终端
组态软件
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