SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統,即數據采集與監視控制系統。SCADA系統是以計算機為基礎的DCS與電力自動化監控系統;它應用領域很廣,可以應用于電力、冶金、石油、化工、燃氣、鐵路等領域的數據采集與監視控制以及過程控制等諸多領域。
SCADA系統是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制。
由于各個應用領域對SCADA的要求不同,所以不同應用領域的SCADA系統發展也不*相同。
SCADA系統主要有以下部分組成:監控計算機、遠程終端單元(RTU)、可編程邏輯控制器(PLC)、通信基礎設施、人機界面(HMI)。
使用SCADA概念可以構建大型和小型系統。這些系統的范圍可以從幾十到幾千個控制回路,具體取決于應用。示例流程包括工業,基礎設施和基于設施的流程,如下所述:
工業過程包括制造,過程控制,發電,制造和精煉,并可以連續,間歇,重復或離散模式運行。
基礎設施過程可以是公共的或私人的,包括水處理和分配,污水收集和處理,油氣管道,電力輸送和配電以及風力發電場。
設施流程,包括建筑物,機場,船舶和空間站。他們監視和控制暖氣,通風和空調系統(HVAC),通道和能源消耗。
但是,SCADA系統可能存在安全漏洞,因此應對系統進行評估,以識別風險和解決方案,以減輕這些風險。
遠程終端單元
遠程終端單元,也稱為(RTU),連接到過程中的傳感器和執行器,并與監控計算機系統聯網。 RTU是“智能I / O”,并且通常具有嵌入式控制功能,例如梯形邏輯,以實現布爾邏輯操作。
可編程邏輯控制器
也稱為PLC,它們連接到過程中的傳感器和執行器,并以與RTU相同的方式聯網到監控系統。 與RTU相比,PLC具有更復雜的嵌入式控制功能,并且采用一種或多種IEC 61131-3編程語言進行編程。 PLC經常被用來代替RTU作為現場設備,因為它們更經濟,多功能,靈活和可配置。
通信基礎設施
這將監控計算機系統連接到遠程終端單元(RTU)和PLC,并且可以使用行業標準或制造商專有協議。 RTU和PLC都使用監控系統提供的命令,在過程的近實時控制下自主運行。 通信網絡的故障并不一定會停止工廠的過程控制,而且在恢復通信時,操作員可以繼續進行監視和控制。 一些關鍵系統將具有雙冗余數據高速公路,通常通過不同的路線進行連接。
人機界面
人機界面(HMI)是監控系統的操作員窗口。它以模擬圖的形式向操作人員提供工廠信息,模擬圖是控制工廠的示意圖,以及報警和事件記錄頁面。 HMI連接到SCADA監控計算機,提供實時數據以驅動模擬圖,警報顯示和趨勢圖。在許多安裝中,HMI是操作員的圖形用戶界面,收集來自外部設備的所有數據,創建報告,執行報警,發送通知等。
模擬圖由用來表示過程元素的線圖和示意符號組成,或者可以由工藝設備的數字照片覆蓋動畫符號組成。
工廠的監督操作是通過HMI進行的,操作員使用鼠標指針,鍵盤和觸摸屏發出命令。例如,泵的符號可以向操作員顯示泵正在運行,并且流量計符號可以顯示通過管道泵送了多少流體。操作員可以通過鼠標點擊或屏幕觸摸從模擬器切換泵。 HMI將顯示管道中流體的流量實時減少。
SCADA系統的HMI包通常包含一個繪圖程序,操作員或系統維護人員用來改變這些點在接口中的表示方式。這些表示可以像在屏幕上的交通燈一樣簡單,其代表現場中實際交通燈的狀態,或者像代表摩天大樓中所有電梯的位置的多投影儀顯示器一樣復雜,或者全部火車上的火車。
“歷史記錄”是HMI中的一項軟件服務,它在數據庫中存儲帶時間戳的數據,事件和報警,可以查詢或用于填充HMI中的圖形趨勢。歷史記錄是從數據采集服務器請求數據的客戶端 。