什么是SCADA（监控和数据采集）系统

显示全部楼层 · 2024-3-3 17:12:07

什么是 SCADA（监控和数据采集）系统

监控和数据采集 ( SCADA ) 是一种控制系统架构，由计算机、网络数据通信和图形用户界面组成，用于对高级机器和过程进行监控。

SCADA广泛应用于电力、水和废物管理、石油和天然气以及制造等各个行业。以下是 SCADA的基础知识。

CADA（监控和数据采集）是用于工业自动化以及工业过程实时控制和监控的软件。

SCADA 系统通常执行以下控制操作：

数据收集：SCADA 从传感器和执行器等远程现场设备收集数据。这些传感器将数据传输到控制中心进行分析和决策。

监控：SCADA监控系统和过程的状态，然后在人机界面上显示实时数据供操作员查看。

控制：SCADA系统根据接收到的数据做出自动决策并向现场设备发送控制命令以调整过程变量。

警报：SCADA 系统生成警报以响应设备故障、过程偏差或安全漏洞等系统异常。

报告：SCADA 根据收集的数据生成报告。这些数据为分析师做出决策提供了重要信息。

远程访问：SCADA 允许操作员远程访问和控制系统。这可以通过直接连接或通过网络进行。

SCADA 架构由多个层组成，这些层协同工作以提供完整的解决方案。以下是 SCADA 架构的五个级别：

一级：现场设备

这是 SCADA 架构中的最低级别，包括从工业过程收集数据的物理设备。这些设备包括：传感器、执行器、阀门、开关和其他可以测量和控制温度、压力、流量和液位等变量的组件。这些设备收集的数据被传输到 SCADA 架构中的下一个级别，即第 1 级。

二级：本地控制站

该级别由负责控制现场设备的本地控制站组成。这些控制站从现场设备收集数据，对其进行处理，然后将其发送到第 2 级。本地控制站通常是与现场设备通信的可编程逻辑控制器 (PLC) 或远程终端单元 (RTU)。

三级：监督控制

该级别包括主 SCADA 服务器或监控站，用于收集和分析来自多个本地控制站的数据。 SCADA服务器接收来自本地控制站的数据，对其进行处理，然后为操作员提供图形用户界面（GUI）来监视和控制工业过程。 SCADA服务器还存储历史数据、生成警报和警报，并提供报告和分析工具。

四级：制造执行系统(MES)

第四级涉及制造执行系统（MES），负责生产流程的管理。 MES系统通常用于跟踪订单、安排生产运行和管理库存。MES系统与SCADA服务器通信以接收有关生产过程的数据并将该数据实时提供给操作员。

五级：企业业务系统

第五层也是最后一层包括负责组织业务运营管理的企业业务系统。企业业务系统由企业资源计划（ERP）系统和客户关系管理（CRM）系统组成。ERP管理财务和会计数据。另一方面，CRM 管理客户数据。SCADA系统与企业业务系统通信，提供用于报告和分析的数据。

SCADA 系统的又由哪些部分组成的呢？SCADA架构是指SCADA系统的总体设计和组织，典型的SCADA架构包括以下组件。

现场级：现场级包括传感器、执行器和其他设备等现场设备。这些设备监视和控制物理过程并连接到RTU或PLC。

远程终端单元(RTU) 或可编程逻辑控制器(PLC) ：RTU 或 PLC 从现场设备收集数据，执行基本处理和控制功能，并将数据传输到主终端单元(MTU)。

通讯网络：通讯网络负责现场层与主站终端单元之间的数据传输。该网络可以根据系统的需要使用不同的通信技术，例如有线或无线通信。

主终端单元（MTU）：MTU是SCADA系统的主控制中心，负责从RTU收集数据，执行高级处理和控制功能，并通过HMI向操作员呈现数据。

人机界面(HMI)：HMI 是一种图形用户界面 (GUI)，为操作员提供所监视和控制的过程的可视化表示。操作员可以通过 HMI 与系统交互、查看过程数据并做出控制决策。

数据库：数据库用于存储SCADA系统收集的历史数据和其他信息。该信息可用于分析、报告和决策。

软件：SCADA 软件集成了系统的所有组件，并提供被监视和控制过程的全面视图。该软件还提供了必要的监测、控制和分析工具。

SCADA 系统用于许多不同的部门和行业。其中包括电力公司、水和废水管理、石油和天然气勘探、运输和制造。

电力工业中的SCADA系统监测和控制电力的产生、传输和分配。在水和废水处理行业，SCADA 系统监视和控制水处理过程，例如水的收集、分配和处理。此外，SCADA 系统还监控水质。

在石油和天然气行业，SCADA 系统监视和控制石油和天然气生产过程。这些过程包括钻井、生产、储存、运输、管道监测等。在交通运输行业，SCADA系统监视和控制铁路、高速公路和机场等各种交通系统。在制造业中的 SCADA 系统监视和控制工业流程，例如装配线、生产设施和能源消耗。

现代SCADA的优点：

1、提高效率和生产力

2、提高安全性

3、更高的灵活性和可扩展性

4、增强的数据管理能力

使用 SCADA 的主要好处之一包括提高效率和生产力。 SCADA 系统为操作员提供操作系统的实时数据，同时还为他们提供许多控制功能。这些功能共同使公司能够做出明智的决策并对流程变化做出更快的反应，这通常会提高效率和生产力。

SCADA 系统还通过实时监控和控制功能提供更高的安全性。这些功能可以帮助预防事故并在发生事故时最大程度地减少损失。例如，在电力行业，SCADA 系统可以检测停电并做出响应。

此外，现代 SCADA 系统提供更高的灵活性和可扩展性。在这里，SCADA 系统可以轻松集成到现有流程中，并在必要时进行扩展。

最后，现代 SCADA 系统提供增强的数据管理功能，包括存储和分析大量过程数据的能力。然后，公司可以根据实时数据做出明智的决策，从而改进决策、节省成本并提高运营效率。

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