工控百科：SCADA系统知多少

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition SCADA是一种过程控制系统体系结构，它使用计算机，网络数据通信和图形化人机界面(HMI)来实现高级过程监督管理和控制。SCADA系统与其他设备通信，例如可编程逻辑控制器(PLC)和PID控制器，从而与工业过程涉及到的工厂和设备进行交互。

很多人在说到SCADA系统的时候都认为SCADA就是一个软件，其实通用SCADA系统包含硬件和软件组成。SCADA软件部分安装在用于计算的计算机端，而硬件组件用来接收输入数据，并将其传给系统以进行进一步分析。SCADA系统用于各种行业和制造部门，例如能源，食品和饮料，石油和天然气，电力，水和废物管理部门等等

SCADA要实现的目标：

监视: SCADA系统连续监视物理参数

测量：测量用于处理的参数

数据采集：从远程终端，数据记录器等获取数据

数据通信：通信和传输数据

控制：在线实时监视和控制过程

自动化：自动化传输，功能实现自动化

SCADA系统的组成：

主终端单元MTU: MTU是SCADA系统的核心。它包括计算机，服务器，实现MTU与RTU的通信，并收集和保存数据，实现系统与操作员的接口并实现与其他外部系统的通信。

远程终端单元RTU: RTU通常与传感器和执行器相连，用于从这些传感器收集信息，然后将数据发送到MTU。通常在SCADA解决方案中我们利用PLC作为RTU，有助于直接传输和控制数据。

通信网络: 现场RTU与中央MTU之间的连接。在实施SCADA系统的时候网络拓扑定义也很重要。

SCADA系统的功能

SCADA系统是硬件和软件组件的集合，这些组件相互作用从而使制造单位能够执行特定的功能。

实时监视和收集数据

通过人机界面(HMI)实现现场设备和控制站的交互

记录系统事件

以虚拟方式控制制造过程

信息存储和报告

如何选择SCADA系统

在选择和实施SCADA系统之前，需要考虑许多因素。比如

软件的使用期限/寿命：在购买SCADA时会投入大量资金，因此最好检查软件是否可以持续使用5到10年

信息索取：获取有关供应商和卖方的详细信息，供应商特定的专业领域，地理位置，和产业动态的讯息在产品选择中起到主要作用。如果你从特定供应商处购买软件，则需要考虑这个供应商是否具有能够提供技术支持的能力。

Historian：该软件需要能够保存带有时间戳的数据以备将来查阅。软件需要能够熟练处理现场数据并进行记录。

SCADA技术：技术不断在发展的，我们在选择某个软件或系统解决方案时并不总是需要使用市场上的最新技术。相反，应该选择一种可以长时间保持稳定和安全的技术。

警报监控和管理：SCADA系统需要具备的警报功能。警报系统有两种类型，即系统定义的警报(由系统本身管理)和用户定义的警报(由用户管理)。

SCADA系统的应用

SCADA广泛用于化学，天然气，水，通信和电力系统等不同领域。

发电，输电和配电 使用SCADA系统检测电流和线路电压，监视断路器的运行，并监控电网联机或脱机状态。

制造单位 SCADA系统用于调节工业自动化和机器人，并监控过程和质量控制

运输和铁路 使用SCADA来调节地铁，电车和无轨电车的电力。自动化铁路交通信号。监视和识别火车和公共汽车，并控制铁路道口

水，废水和污水处理 水务部门使用SCADA监视和控制水流量，水箱，管道压力等其它数据

建筑物，设施和环境 设施经理使用SCADA来调节HVAC，制冷，照明和输入系统

火力发电厂 火力发电厂的大多数运行检查都是自动的，但是有时可能需要手动操作。因此需要配备了监视和警报系统，当某些工作参数计数器大大偏离其正常范围时，会向工厂操作员发出警报。在火力发电厂中对可靠性和有效性要求非常高，为了提高可靠性，需要自动化来提高一般电厂的效率。自动化是通过使用PLC和SCADA建立的，从而减少了工人的错误，SCADA系统用于监督整个过程

林业，制浆造纸业 林业，纸浆和造纸行业也依赖SCADA系统。从自动化和过程控制，能源管理，驱动控制，电源保护，机柜系统和安全性来看，SCADA在行业中有很多用途。SCADA系统在整个纸张供应链中使用-包括削片，蒸发，精制，清洁，干燥和压榨等各种流程。通过使用已建立的SCADA系统，这种从头到尾的从树到纸的复杂处理是自动化的。

PLC和SCADA的关系

PLC - Programmable Logic Controller PLC 可编程逻辑控制器 从本质上讲，这是一台坚固耐用的微型计算机，放置于现场中且处于一个面板内，拥有从现场设备导入PLC的大量输入和输出。PLC将监视这些输入的状态(比如电动机的速度)，并根据内部程序逻辑进行判断，并输出各种信号来控制这些现场设备(比如停止电动机)。

SCADA系统(Supervisory Control and Data Acquisition) 我们从ISA95来看SCADA处于PLC的上一层，PLC属于SCADA网络的一部分，并在现场和SCADA之间形成接口。SCADA通常通过与PLC的通信来获取数据，记录并存储。PLC不停地执行其程序，读取输入并写入输出，PLC本身的数据存储容量是有限的，而SCADA系统则用于保留这些输入和输出的历史状态，以便用于数据分析或审计。

尽管我们可以对SCADA系统进行编程从而实现对现场的控制，但通常我们会将易于编程的逻辑内容放到PLC中(编程到PLC中)，这样PLC能够自动运行并处理遇到的任何情况。当然在现实情况中的情况可能是非常复杂的，我们需要操作员的输入才能使系统正常运行，这时操作员可以通过SCADA屏幕(即HMI)来实现控制。总的来说，SCADA系统主要用于监视和数据采集，但是它也具备在不规则或复杂情况下使用的控制功能。SCADA允许操作员(和控制系统工程师)从远处看到工厂的概况，从而使他们能够响应任何异常状态。

应该注意的是，SCADA系统在技术上包括PLC，且SCADA与PLC通信。PLC位于现场，将根据其编程方式读取现场的所有输入(例如，传送带已停止)并写入输出(例如，启动传送带)。PLC构成SCADA网络的一部分，它接收和执行来自SCADA的某些命令(例如，用于停止泵的操作员命令)。