SCADA系统
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2.4.2站控系统： 站按设备及功能可分为泵站、集输泵站和分输泵站，按 位置可分为首站、末站、中间站。站控系统是指它们的 中央控制系统。
它除了要对站内重要设备的控制系统进行监控和协调以 外，还要完成许多功能，如与调控中心的数据传输等。
2022/3/23
25
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2022/3/23
42
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
站控系统的组成：
站控系统功能： 过程变量巡回检测和数据处理，压力、温度、差压； 向控制中心报告经选择的数据和报警； 提供运行状态、工艺流程、动态数据的画面、图像显示 、报警、存储、记录、打印； 除执行控制中心的控制命令外，还可独立进行工作，实 现P&ID及其他控制，如进站、出站压力远程控制； 实现流程切换； 进行自诊断程序，并把结果报告控制中心； 可燃气体浓度检测与消防设施状态检测； 站场与线路阴极保护参数检测与记录； 提供给操作人员操作记录和运行报告。
2022/3/23
11
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.1 SCADA组成结构
系统结构：三层结构，它包括调度中心、通信处理机和 RTU。 网络结构：在网络中的所有用户可以共享全部或部分信息 资源，实现硬件、软件和数据共享。 硬件配置：SCADA主机、操作员工作站、打印机、数据库 、UPS电源、通信处理机、网络服务设备、现场仪表。 软件配置：操作系统软件、SCADA系统软件、应用软件。
1.监视各站的工作状态及设备运行情况，采集各站主要运 行数据和状态信息。
2.根据操作人员的要求或控制软件的要求向PLC发出操作 指令，对各站进行遥控。
3. 根据操作人员的要求，在显示屏幕上随时提供有关管道 系统运行状态的图形显示及历史数据的存储、比较和趋势 显示。
2022/3/23
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
SCADA系统
叶迎春
7 SCADA系统基础知识 – 目录
SCADA系统简介 SCADA系统组成与功能 SCADA系统典型架构 SCADA应用领域 SCADA应用实例
2022/3/23
2
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统简介
1、什么是SCADA系统？
SCADA：Supervisory Control And Data Acquisition，即数据 采集与监控系统。
2.4.1控制中心：
SCADA系统最高级别的一层； 负责采集站控系统的数据及系统数据库的生成，对整个 系统的工艺生产进行管理，优化，决策及控制； 调控中心负责对全线进行集中监视、控制和调度管理。 是长输管线SCADA系统的核心，一般位于管道的总调 度室； 总调下面设置若干分控制中心，具有监控功能。
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39
收球控制
2022/3/23
40
报警 有新报警产生时，报警栏闪烁，提示操作员有 报警产生。 报警的级别可以通过颜色来辨别： 紧急报警为红色， 高报为黄色， 低报为灰色。
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事件
提供实时显示和打印功能。能够如实的反映以 前所发生的每一件事情，例如：电动阀何时开 ，操作员何时登录、又何时退出的，所有的报 警极其对报警的确认都记录在事件里，既任一 操作员在他值班时间里所执行的动作都可在事 件里反映出来。
RTU一般做为SCADA系统的一个部分，随着系统的增大系统中可能会有不同 厂家的RTU。因此要求RTU具有通用的通讯协议。同于RTU大多以无线方 式与中控室通讯，因此RTU能很好的支持无线通讯设备（电台、无线以太 网、GPRS、CDMA等） 4、使用场合不同
PLC主要用于：生产线、流水线、部分厂站、配电系统、机床控制等。 RTU主要用于：石油天然气生产、管道、城市天然气管网、供水管网、环境
SCADA 服务器
串口 服务器
Modem
卫星
GPRS
X2.5
电台
2022/3/23
现场控制 站点
现场总线
现场总线 I/O设备
HUB/MAU
NIC
%UTILIZATION
TAB
GD RE I F
JA KB M7 N8
LC O9
ENRTUENR PRINT
4BMNCb/s
GD GD GD GD T2 U3
2022/3/23
12
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.2 SCADA系统结构
2022/3/23
13
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.3 SCADA网络结构
工作站
数据服务器
WEB客户
WEB服务器
Internet
以太网
以太网
SCADA 服务器
（或工业以太网）
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
站控系统的组成：
PLC/RTU系统 工作站及软件系统 计量系统 可燃气体报警系统 UPS系统 网络设备 交换机 其他外设 如打印机、传真机
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
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2022/3/23
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18
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
A、配置：
SCADA系统服务器 管线调度员工作站 工程师站 交换机 域控服务器 Web服务器及防火墙 激光打印机、大屏幕投影仪 以太网接口，通讯采用局域网
2022/3/23
19
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构 B、功能
9.时钟同步功能
2022/3/23
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2022/3/23
控制中心的结构
23
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.4 SCADA硬件结构
2.4.1控制中心CCS 2.4.2站控系统SCS 2.4.3现场仪表 2.4.4通讯系统
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24
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
HELP ALPHA
V0 W.X YZ SHIFT
PLC
RTU
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.4 SCADA硬件结构
2.4.1控制中心CCS 2.4.2站控系统SCS 2.4.3现场仪表 2.4.4通讯系统
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15
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
SCADA系统发展到今天已经经历了四个阶段： 形成阶段：SCADA概念形成与20世纪60年代。 成型阶段：SCADA系统成型于70年代，基于专用计算机和 专用操作系统的SCADA系统 。 功能阶段：80年代基于通用计算机的SCADA系统。 网络阶段：90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网 络以及关系数据库技术，能够实现大范围联网的SCADA。
较分布、且数量众多、环境恶劣。 2、功能不同 PLC主要用于室内的生产线，或站控制系。 RTU主要用于室外生产控制设备。
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33
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
3、通讯能力不同 PLC一般是单机使用，或和本系列的产品使用。和其它产品之间的通讯比较
麻烦。一般只支持本公司的通讯协议。
2022/3/23
9
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.1 SCADA组成结构
系统结构：三层结构，它包括调度中心、通信处理机和 RTU。 网络结构：在网络中的所有用户可以共享全部或部分信息 资源，实现硬件、软件和数据共享。 硬件配置：SCADA主机、操作员工作站、打印机、数据库 、UPS电源、通信处理机、网络服务设备、现场仪表。 软件配置：操作系统软件、SCADA系统软件、应用软件。
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4
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统简介
3、SCADA系统发展方向
SCADA系统在不断完善，不断发展，其技术进步一刻 也没停止过。当今，随着电力系统、铁道气化系统、供水 系统、供气系统需求的提高以及计算机技术的发展，为 SCADA系统提出新的要求，概括地说，有以下几点： （1）SCADA系统于其它系统的广泛集成； （2）专家系统、模糊决策、神经网络等新技术研究的应用； （3）面向对象技术、Internet技术及JAVA技术的应用；
4.在显示终端上进行操作人员培训。
5、按规定时间间隔记录和打印各站的主要运行状 态的图形显示及历史资料的比较和趋势显示、报 表等。
6.记录管道系统所发生的重大事情的报警、操作 指令等。
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
7.报表生成和打印
8.运行相关应用软件，对水击、检漏、清管、批 量跟踪等工况进行检测、控制，进行数据分析、 处理，系统优化模拟、调度决策指导等。
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构 PLC与RTU：
起源不同: PLC起源于生产线自动化。主要应用于机械设备生产线。
主要以顺序逻辑控制为主，主要的IO为DI和DO。 RTU起源于石油天然气生产。由于石油天然气生产设备比
2022/3/23
29
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
AB (PLC)
西门子(PLC)
2022/3/23
ABB (AC800F)
30
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构 RTU：
远程终端单元（RTU）是一个术语，用来描述不仅能用 就地控制层，是实现现场数据采集、计量、报警、停车 保护、控制、显示与打印的黑匣子。它作为SCADA系 统现场终端能按要求实时向主站发送信息，并接收来自 主站的控制指令与信息，实现远程控制。各种SCADA 系统中所应用的RTU功能与组成各不相同。
2022/3/23
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.1 SCADA组成结构
系统结构：三层结构，它包括调度中心、通信处理机和 RTU。 网络结构：在网络中的所有用户可以共享全部或部分信息 资源，实现硬件、软件和数据共享。 硬件配置：SCADA主机、操作员工作站、打印机、数据库 、UPS电源、通信处理机、网络服务设备、现场仪表。 软件配置：操作系统软件、SCADA系统软件、应用软件。
数据采集：将（站场上的压力\温度\流量\阀位等）参数变成 直观的数字显示出来的过程。
监控：远程监视控制。
它是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
功能：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。
2022/3/23
3
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统简介
2、SCADA系统的发展历程
2022/3/23
5
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统简介
4、SCADA系统在我国管道管理中的应用
80年代末东营-黄岛输油管道 1992年投产的轮南-库尔勒管道 1997年投产的库尔勒一鄯善输油管道 2002年投产的兰成渝成品油管道 2004年投产的西气东输管道 2005年投产的西南成品油管道 2007年投产的西部原油管道
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6
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统简介
监控中心
控制柜
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7
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统简介
控制中心监控主界面
输送管线主流程图
2022/3/23
8
7 SCADA系统基础知识 – 目录
SCADA系统简介 SCADA系统组成与功能 SCADA系统典型架构 SCADA应用领域 SCADA应用实例
监测等。
随意技术的融合，PLC也能做部分RTU的事情、RTU与可以完成PLC的工 作。
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C 站控软件介绍：
用户登录 主菜单介绍 监视功能 开关阀画面 自动收发球 报警 事件
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电动阀操作
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
PLC：
可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称 PLC，是以微处理wk.baidu.com为基础，综合了计算机技术、自动 控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自 动控制装置。 PLC的硬件组成与微型计算机相似，其主 机由CPU板、存储器、输入／输出（I／O）接口、电源 等几大部分组成；可配备如编程器、图形显示器、通信 接口等外部设备。
它除了要对站内重要设备的控制系统进行监控和协调以 外，还要完成许多功能，如与调控中心的数据传输等。
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
站控系统的组成：
站控系统功能： 过程变量巡回检测和数据处理，压力、温度、差压； 向控制中心报告经选择的数据和报警； 提供运行状态、工艺流程、动态数据的画面、图像显示 、报警、存储、记录、打印； 除执行控制中心的控制命令外，还可独立进行工作，实 现P&ID及其他控制，如进站、出站压力远程控制； 实现流程切换； 进行自诊断程序，并把结果报告控制中心； 可燃气体浓度检测与消防设施状态检测； 站场与线路阴极保护参数检测与记录； 提供给操作人员操作记录和运行报告。
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2.1 SCADA组成结构
系统结构：三层结构，它包括调度中心、通信处理机和 RTU。 网络结构：在网络中的所有用户可以共享全部或部分信息 资源，实现硬件、软件和数据共享。 硬件配置：SCADA主机、操作员工作站、打印机、数据库 、UPS电源、通信处理机、网络服务设备、现场仪表。 软件配置：操作系统软件、SCADA系统软件、应用软件。
1.监视各站的工作状态及设备运行情况，采集各站主要运 行数据和状态信息。
2.根据操作人员的要求或控制软件的要求向PLC发出操作 指令，对各站进行遥控。
3. 根据操作人员的要求，在显示屏幕上随时提供有关管道 系统运行状态的图形显示及历史数据的存储、比较和趋势 显示。
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SCADA系统
叶迎春
7 SCADA系统基础知识 – 目录
SCADA系统简介 SCADA系统组成与功能 SCADA系统典型架构 SCADA应用领域 SCADA应用实例
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统简介
1、什么是SCADA系统？
SCADA：Supervisory Control And Data Acquisition，即数据 采集与监控系统。
2.4.1控制中心：
SCADA系统最高级别的一层； 负责采集站控系统的数据及系统数据库的生成，对整个 系统的工艺生产进行管理，优化，决策及控制； 调控中心负责对全线进行集中监视、控制和调度管理。 是长输管线SCADA系统的核心，一般位于管道的总调 度室； 总调下面设置若干分控制中心，具有监控功能。
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收球控制
2022/3/23
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报警 有新报警产生时，报警栏闪烁，提示操作员有 报警产生。 报警的级别可以通过颜色来辨别： 紧急报警为红色， 高报为黄色， 低报为灰色。
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事件
提供实时显示和打印功能。能够如实的反映以 前所发生的每一件事情，例如：电动阀何时开 ，操作员何时登录、又何时退出的，所有的报 警极其对报警的确认都记录在事件里，既任一 操作员在他值班时间里所执行的动作都可在事 件里反映出来。
RTU一般做为SCADA系统的一个部分，随着系统的增大系统中可能会有不同 厂家的RTU。因此要求RTU具有通用的通讯协议。同于RTU大多以无线方 式与中控室通讯，因此RTU能很好的支持无线通讯设备（电台、无线以太 网、GPRS、CDMA等） 4、使用场合不同
PLC主要用于：生产线、流水线、部分厂站、配电系统、机床控制等。 RTU主要用于：石油天然气生产、管道、城市天然气管网、供水管网、环境
SCADA 服务器
串口 服务器
Modem
卫星
GPRS
X2.5
电台
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现场控制 站点
现场总线
现场总线 I/O设备
HUB/MAU
NIC
%UTILIZATION
TAB
GD RE I F
JA KB M7 N8
LC O9
ENRTUENR PRINT
4BMNCb/s
GD GD GD GD T2 U3
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2.2 SCADA系统结构
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.3 SCADA网络结构
工作站
数据服务器
WEB客户
WEB服务器
Internet
以太网
以太网
SCADA 服务器
（或工业以太网）
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站控系统的组成：
PLC/RTU系统 工作站及软件系统 计量系统 可燃气体报警系统 UPS系统 网络设备 交换机 其他外设 如打印机、传真机
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
A、配置：
SCADA系统服务器 管线调度员工作站 工程师站 交换机 域控服务器 Web服务器及防火墙 激光打印机、大屏幕投影仪 以太网接口，通讯采用局域网
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构 B、功能
9.时钟同步功能
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控制中心的结构
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.4 SCADA硬件结构
2.4.1控制中心CCS 2.4.2站控系统SCS 2.4.3现场仪表 2.4.4通讯系统
2022/3/23
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
HELP ALPHA
V0 W.X YZ SHIFT
PLC
RTU
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.4 SCADA硬件结构
2.4.1控制中心CCS 2.4.2站控系统SCS 2.4.3现场仪表 2.4.4通讯系统
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
SCADA系统发展到今天已经经历了四个阶段： 形成阶段：SCADA概念形成与20世纪60年代。 成型阶段：SCADA系统成型于70年代，基于专用计算机和 专用操作系统的SCADA系统 。 功能阶段：80年代基于通用计算机的SCADA系统。 网络阶段：90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网 络以及关系数据库技术，能够实现大范围联网的SCADA。
较分布、且数量众多、环境恶劣。 2、功能不同 PLC主要用于室内的生产线，或站控制系。 RTU主要用于室外生产控制设备。
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3、通讯能力不同 PLC一般是单机使用，或和本系列的产品使用。和其它产品之间的通讯比较
麻烦。一般只支持本公司的通讯协议。
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.1 SCADA组成结构
系统结构：三层结构，它包括调度中心、通信处理机和 RTU。 网络结构：在网络中的所有用户可以共享全部或部分信息 资源，实现硬件、软件和数据共享。 硬件配置：SCADA主机、操作员工作站、打印机、数据库 、UPS电源、通信处理机、网络服务设备、现场仪表。 软件配置：操作系统软件、SCADA系统软件、应用软件。
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3、SCADA系统发展方向
SCADA系统在不断完善，不断发展，其技术进步一刻 也没停止过。当今，随着电力系统、铁道气化系统、供水 系统、供气系统需求的提高以及计算机技术的发展，为 SCADA系统提出新的要求，概括地说，有以下几点： （1）SCADA系统于其它系统的广泛集成； （2）专家系统、模糊决策、神经网络等新技术研究的应用； （3）面向对象技术、Internet技术及JAVA技术的应用；
4.在显示终端上进行操作人员培训。
5、按规定时间间隔记录和打印各站的主要运行状 态的图形显示及历史资料的比较和趋势显示、报 表等。
6.记录管道系统所发生的重大事情的报警、操作 指令等。
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
7.报表生成和打印
8.运行相关应用软件，对水击、检漏、清管、批 量跟踪等工况进行检测、控制，进行数据分析、 处理，系统优化模拟、调度决策指导等。
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构 PLC与RTU：
起源不同: PLC起源于生产线自动化。主要应用于机械设备生产线。
主要以顺序逻辑控制为主，主要的IO为DI和DO。 RTU起源于石油天然气生产。由于石油天然气生产设备比
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AB (PLC)
西门子(PLC)
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ABB (AC800F)
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构 RTU：
远程终端单元（RTU）是一个术语，用来描述不仅能用 就地控制层，是实现现场数据采集、计量、报警、停车 保护、控制、显示与打印的黑匣子。它作为SCADA系 统现场终端能按要求实时向主站发送信息，并接收来自 主站的控制指令与信息，实现远程控制。各种SCADA 系统中所应用的RTU功能与组成各不相同。
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
2.1 SCADA组成结构
系统结构：三层结构，它包括调度中心、通信处理机和 RTU。 网络结构：在网络中的所有用户可以共享全部或部分信息 资源，实现硬件、软件和数据共享。 硬件配置：SCADA主机、操作员工作站、打印机、数据库 、UPS电源、通信处理机、网络服务设备、现场仪表。 软件配置：操作系统软件、SCADA系统软件、应用软件。
数据采集：将（站场上的压力\温度\流量\阀位等）参数变成 直观的数字显示出来的过程。
监控：远程监视控制。
它是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
功能：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。
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2、SCADA系统的发展历程
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统简介
4、SCADA系统在我国管道管理中的应用
80年代末东营-黄岛输油管道 1992年投产的轮南-库尔勒管道 1997年投产的库尔勒一鄯善输油管道 2002年投产的兰成渝成品油管道 2004年投产的西气东输管道 2005年投产的西南成品油管道 2007年投产的西部原油管道
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统简介
监控中心
控制柜
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7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统简介
控制中心监控主界面
输送管线主流程图
2022/3/23
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7 SCADA系统基础知识 – 目录
SCADA系统简介 SCADA系统组成与功能 SCADA系统典型架构 SCADA应用领域 SCADA应用实例
监测等。
随意技术的融合，PLC也能做部分RTU的事情、RTU与可以完成PLC的工 作。
2022/3/23
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C 站控软件介绍：
用户登录 主菜单介绍 监视功能 开关阀画面 自动收发球 报警 事件
2022/3/23
35
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36
2022/3/23
37
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38
电动阀操作
28
7 SCADA系统基础知识 – SCADA系统组成结构
PLC：
可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称 PLC，是以微处理wk.baidu.com为基础，综合了计算机技术、自动 控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自 动控制装置。 PLC的硬件组成与微型计算机相似，其主 机由CPU板、存储器、输入／输出（I／O）接口、电源 等几大部分组成；可配备如编程器、图形显示器、通信 接口等外部设备。