SCADA系统介绍
SCADA(电力监控)系统介绍
概述
SCADA又称远动（Supervisory Control And Data Acquisition），其定义是：监控和数据采集。
远动就是应用远程通信技术对远方运行设备进行监 视和控制，以实现远程信号、远程测量、远程控制和远 程调节等各项功能。
远动技术是随着生产过程自动化程度的日益提高而 发展起来的，是自动化技术与远程通信技术在电力生产 上的有机结合。
2020年7月23日
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一、远动系统的特征 （一）远程性 远动系统远程性表现在系统使用了通讯技术。 （二）实时性
实时性：是指数据采集能及时反应到调度所；调度所的 控制命令也能及时下达到控制对象。
远动技术是一门综合技术，它是应用电力技术、计算机 技术、现代通讯技术在供电系统中的应用。
2020年7月23日
2.1 数据采集
控制中心监控系统实时采集的信息包括：模拟量、状态 量、控制量。
2.2 数据处理
信息采集后需在监控计算机进行显示，由计算机监控系 统软件完成数据的处理工作。
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二、远动系统的功能和优越性
（一）远动系统的功能
1.遥控。调度所对远方变电站的被控对象（如开关等）进行操作。
2.遥测。将变电站的被测对象（如电流、电压等）传送到调度所。
3.遥信。将变电站的被控对象（如开关位置信号等）传送到调度 所。
4.遥调。调度所对远方变电站的被控对象的工作状态和参数（如 变压器的输出电压等）进行调整。
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2、调度员工作站
用于调度人员的日常控制、监视、和调度管理工作。
3、系统维护工作站
用于维护系统软件、定义系统运行参数、定义系统数 据库及编辑、修改、增扩人机界面画面等工作；并同时具 有网络管理功能，对全线网络设备进线设置和管理。当两 台调度员工作站故障时，可作为备用临时替代调度员工作 站使用。
SCADA系统介绍完整版
RTU能执行旳任务流程取决于下载到 CPU中旳程序。应用程序可用工程中常 用旳编程语言编写，如梯形图、C语言等。 有些设备采用C语言编程。
RTU旳特点： （1）同步提供多种通讯端口和通讯机制。 （2）提供大容量程序和数据存储空间。 （3）高度集成旳、更紧凑旳模块化构造设
3、两种构造比较
• （1）B／S模式旳优点和缺陷 • B／S构造旳优点体现在： • 具有分布性特点，能够随时随处进行查询、
浏览等业务处理。
• 业务扩展简朴以便，经过增长网页即可增 长服务器功能。
• 维护简朴以便，只需要变化网页，即可实 现全部顾客旳同步更新。
• 开发简朴，共享性强。
• B／S 构造旳缺陷体现在：
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现场人 机界面
现I/O
图1.1 SCADA系统实例－污水处理厂监控系统
1、定义
SCADA系统是一类功能强大旳计算机 远程监督控制与数据采集系统，它综合利 用了计算机技术、控制技术、通信与网络 技术，完毕了对测控点分散旳多种过程或 设备旳实时数据采集，本地或远程旳自动 控制，以及生产过程旳全方面实时监控， 并为安全生产、调度、管理、优化和故障 诊疗提供必要和完整旳数据及技术手段。
工作站
数据服务器
WEB服务器
污水泵站
以太网
Profibus
SCADA 服务器
进水泵房
SCADA 服务器
电台
曝气池
污泥处理
配电间
现场I/O
HUB/MAU
NIC
%UTILIZATION
数据采集和监控(SCADA)系统
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)系统即数据采集和监控系统，它是电网调度自动化系统的基础和核心，负责采集和处理电力系统运行中的各种实时和非实时数据，是电网调度中心各种应用软件主要的数据来源。
SCADA 系统包括实时数据采集、数据通信、SCADA 系统支撑平台、前置子系统、后台子系统等。
数据采集包括反映物理过程特征的数据的产生，数据发送、接收和数据处理；监视控制不仅包括对物理过程的直接控制，还包括管理性控制，只下发调控指令，由厂站端或者下级调度人工调控。
通常数据采集装置和控制装置安放在厂站端，与主站端监控系统并不在一起，所以要实现数据采集和直接控制功能需要双向数据通信，普通认为数据采集是信号上行的通信，而直接控制是信号下行的通信。
一个 SCADA 系统通常由一个主站和多个子站(远方终端装置 RTU 或者变电站综合自动化系统) 组成。
主站通常在调度控制中心 (主站端) ，子站安装在变电站或者发电厂(厂站端) ，主站通过远动通道或者广域网实现与子站的通信，完成数据采集和监视控制。
国分为五级调度，主站除接收子站信息，还以数据通信方式接受从下级调度控制中心主站转发来的信息，又向上级调度控制中心主站转发本站的信息。
厂站端是 SCADA 系统的实时数据源，又是进行控制的目的地。
SCADA 所采集的数据包括摹拟量测量 (又称为“遥测”)，状态测点 (又称为“遥信”) 和脉冲累加量 (又称为“遥脉”)。
SCADA 系统的主站分为前置子系统和后台子系统，二者通过局域网相联相互进行通信。
前置子系统主要完成与厂站端及其它调度控制中心的通信，并将获得的数据发送给后台子系统。
后台子系统进行数据处理。
SCADA 把这些最近扫描的已经处理的反映被监视系统状态的数据存储在数据库中。
画面联结数据库，于是画面就直观地给出该系统状态的正确景象。
SCADA 为每一个量测量赋予一个状态和记录数值的变化趋势，当设备处于不正常状态或者运行限值已被超过时通知调度员。
SCADA(电力监控)系统介绍
0.4kV测控、 保护智能单元
0.4kV 智能电表
DC1500V测控 保护单元
35kV测控、后备 保护智能单元
35kV纵差保护 智能单元
跟随所 监控单元
跟随所 智能电表
35kV开关柜单元 35kV 智能电表
35kV 智能电表
牵引降压混合变电所综合自动化系统构成图
杂散电流 监控单元
2013年7月9日
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二、远动系统的功能和优越性 （一）远动系统的功能 1.遥控。调度所对远方变电站的被控对象（如开关等）进行操作。 2.遥测。将变电站的被测对象（如电流、电压等）传送到调度所。
3.遥信。将变电站的被控对象（如开关位置信号等）传送到调度 所。
4.遥调。调度所对远方变电站的被控对象的工作状态和参数（如 变压器的输出电压等）进行调整。 其他管理功能：报表管理、事故回放、故障分析、信息管理、技 能培训等。
2013年7月9日
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间隔层包括分散安装于供电一次设备中的各种微机保护 测控单元、信息采集设备以及采用硬接点输出的现场设备。 设备包括400V及35kV交流保护测控单元、1500V直流保护 测控单元、变压器温控器、微机测控单元、杂散电流监控单 元、交/直流屏、上网隔离开关、负荷开关等。各厂家的智 能装置由国电南自提供的网络通信服务器进行接口及规约的 转换，实现与变电所综合自动化系统的接口，其它硬接点信 号可由智能测控装置进行采集，并由其实现对接触轨隔离开 关等的控制功能。 网络通信层即为所内通信网络和接口设备，间隔单元通 过所内网络通信层与站级管理层进行数据交换。
控制中心调度系统的局域网络采用双以太网结构，互为 热备用。网络结构采用总线型结构，配置以太网交换机 。
网络采用国际标准化的、成熟、可靠、通用性强的 TCP/IP网络协议。
SCADA系统介绍
SCADA系统介绍SCADA系统是工控领域的一个重要应用形态，是一种基于现代信息处理技术及监测技术实现生产过程自动化控制和数据管理的系统，可以实现生产设备的远程监测和控制。
本文将对SCADA系统的定义、功能、组成部分、原理及应用领域等进行详细介绍。
一、 SCADA系统的定义SCADA是英文Supervisory Control And Data Acquisition系统的简称，也叫作监控与数据采集系统。
SCADA系统是一种应用于工业生产控制领域的现代化自动化系统。
SCADA系统通过远程数据采集和数据传输技术，实现了对生产设备的远程监测、控制和管理，其主要功能包括数据采集、数据处理、数据存储、报警和自动控制等。
二、 SCADA系统的功能SCADA系统在企业生产中的主要功能是实现生产设备的远程监测和控制，包括以下几个方面的功能：1、远程监测：通过远程传输数据技术，实时监测生产现场的各项参数数据，如温度、湿度、压力、流量、浓度、电流、电压等。
2、远程控制：通过远程控制技术，远程控制生产线上的各项设备，包括开关灯、开关机、调节温度、调节压力等。
3、数据记录：自动记录生产现场的各项参数数据，并进行存储，便于历史数据的查询和统计分析。
4、报警提示：根据预设的参数阈值，当生产现场某些参数出现异常时，及时发出报警提示，以保障生产设备的安全运行。
三、 SCADA系统的组成部分SCADA系统分为两个主要部分:前端和后端。
前端负责数据采集、数据处理、监视等工作，后端负责数据存储、统计分析、报警处理等工作。
下面将对SCADA系统的组成部分进行详细介绍。
1、前端前端包括数据采集设备、人机界面和通信模块等几个部分。
（1）数据采集设备数据采集设备通常由传感器、信号处理器、数据采集卡、数据采集仪器等组成。
传感器主要负责测量生产现场各项参数，信号处理器则负责对传感器采样的模拟信号进行处理，并将处理后的信号转化为数字量信号，数字量信号经过数据采集卡转化为计算机能够识别的信号，最后数据采集仪器将数据发送到计算机，供后续处理使用。
SCADA系统介绍
上位机：一般由电脑和服务器组成，主要起到远程 监控、报警处理、数据存储以及与其他系统结合的作用。
SCADA系统结构
下位机
下位机类型： 1.远程测控终端RTU RTU安装在远程现场，用来监测远程现场的 传感器和其他电子设备，负责对现场信号、工业 设备进行监测和控制。
2.可编程逻辑控制器PLC PLC是专门为在工业环境下应用而设计的数 字运算操作电子系统。它通过可编程存储器的内 部运算和数字量模拟量的输入输出来控制各种设 备和生产过程。
现场人 机界面 现场I/O
污水处理厂SCADA系统实例
从实例图可以看出，SCADA系统具有分散控制、集 中管理的“集散控制系统”的特征。
二、SCADA系统结构
SCADA系统分为下位机、通信网络、上位机三个 部分。 下位机：一般由RTU和PLC组成，主要起到现场数 据采集和直接控制现场设备的功能； 通信网络：一般使用以太网，实现上、下位机之间 的数据交流；
上位机
上位机组成： SCADA的上位机系统包括SCADA服务器、工程师 站、操作员站、WEB服务器等，这些设备通常采用以太 网进行联网。 上位机系统的组成不是固定的，在实际使用中，可 以根据 SCADA系统的规模和要求进行配置。如果系统 可靠性要求较高，上位机系统还可以进行冗余，即配置 两台SCADA服务器，当其中一个服务器出现故障时，系 统自动切换到另外一个进行工作。
3.处理问题不同 C／S结构的客户端是本地程序，和本地硬件、程序的交互性很 强，可以控制本机的其他程序和读写本地磁盘文件。B／S结构建立 在广域网上、文件进行交互。
四、组态软件
组态软件是上位机软件中的一种，是用于数据采集 与过程控制的专用软件，多使用于SCADA系统和DCS系
SCADA(监控组态软件)简介
SCADA(监控组态软件)简介SCADA(监控组态软件)简介SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）是指监控系统中的一种软件应用，用于监控和控制工业过程中的各种设备和系统。
SCADA系统通常由一台或多台计算机组成，通过传感器和执行器与实际控制设备进行通信，并将数据传输到远程站点上的操作员终端。
这些操作员终端具有图形化的用户界面，可以显示实时数据、警报和报表。
1. SCADA系统的结构SCADA系统由四个主要组件组成：人机界面（HMI）、远程终端单元（RTU）、通信基础设施和控制中心。
人机界面是操作员与SCADA系统进行交互的接口，通常采用图形化界面展示实时数据。
RTU是一种电子设备，位于现场，负责与传感器和执行器进行通信，采集和传输数据。
通信基础设施是连接RTU和控制中心的网络，可使用有线或无线方式。
控制中心是SCADA系统的核心，负责数据处理、报警管理、远程控制等功能。
2. SCADA系统的功能SCADA系统的主要功能是实时监测和控制工业过程中的设备和系统。
它可以采集和记录各种数据，如温度、压力、流量等，并显示在操作员终端上。
操作员可以通过界面对设备进行控制，并对异常情况进行分析和处理。
此外，SCADA系统还可以生成报表、趋势图和统计图，帮助用户了解工艺过程的状态，进行优化和决策。
3. SCADA系统的应用SCADA系统广泛应用于各个行业，如电力、水处理、石油化工、交通等。
在电力行业，SCADA系统用于监控发电厂、变电站和配电网，实时跟踪电流、电压和功率等数据，并进行故障检测和远程操作。
在水处理行业，SCADA系统用于监控和控制水质、水位和水流，在发现异常情况时发出警报并采取相应措施。
在石油化工行业，SCADA系统用于监测和控制管道系统、储罐和工艺设备，确保生产过程的安全和稳定。
4. SCADA系统的特点SCADA系统具有以下几个特点：（1）实时性：SCADA系统能够实时采集和显示各种数据，使操作员能够快速了解过程状态。
SCADA系统简介
一、SCADA系统简介 二、检查系统接线发现的问题 三、基本故障的排查及处理
一、SCADA系统简介
（一）SCADA的定义 SCADA系统是以计算机为基础的生产过 程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运 行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设 备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等 各项功能。 榆济线使用的是Celegec公司的SCADA Viewstar IS 3.8系统。
（二）SCADA系统的组成 SCADA系统包括三部分： 上位机：操作员站、工程师站、服务器 下位机：PLC、RTU、检测与执行设备 数据通讯网络 SCADA控制系统中通常采用三级控制方式， 分别是 调控中心级 、 站场级 、 就地级 ，权 限最高的是 就地级 。
（一）SCADA的组成
PLC机柜正面图
PLC机柜背面图
ESD机柜正面图
ESD正面图
通讯机柜背面图
现场设备
1、电动阀门 2、变送器：压力、温度、液位、流量 3、第三方通讯设备
（三）SCADA系统的作用
1、工艺参数的采集与显示（D&A） 2、远程控制 3、工艺参数的设定 4、报警及故障自动判断及处理(连锁控制) 5、工艺参数趋势显示，生成报表
二、基本故障的处理
一、硬件故障 二、软件故障 三、通讯故障
三、基本故障的处理
例如： 1、机柜防浪涌保护器故障 2、站控室发命令现场无响应——偏差报警 3、站控机上出现阀门故障报警信号 4、某通讯状态中断---ModScam 5、阀门事故关断报警、偏差报警
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Ch1 SCADA系统概述
一、什么是SCADA系统
SCADA的英文是Supervisory Control And Data Acquisition，译成中文就是监控与数据 采集。从其名称可以看出，其包含两个层次 的功能：数据采集和监控。图1.1所示为一个 市政工程SCADA系统。
（3）选用工控机或商用机
在SCADA系统发展初期，上位机系统 普遍采用工控机。因为工控机在商用计算机 上进行了改装与加固，以适应工业应用的要 求，主要体现在：硬件结构、系统可靠性、 抗干扰能力和环境适应性等。
然而，近年来，随着商业机可靠性的不 断增强，以及商用机与工控机之间较大的价 格差距，SCADA系统选用商用机做上位机 已经十分普遍。对于可靠性要求高的场合， 可以通过热备等方式来实现。
工作站
数据服务器
WEB服务器
污水泵站
以太网
Profibus
SCADA 服务器
进水泵房
SCADA 服务器
电台
曝气池
污泥处理
配电间
现场I/O
HUB/MAU
NIC
%UTILIZATION
TAB
GD RE I F
JA KB LC M7 N8 O9
ENRUTENR PRINT
4BMNCb/s
GD GD GD GD T2 U3
➢智能仪表 在一些侧重数据采集、信息集中管
理与远程监管的应用中，远程控制功能 要求较低。在这类SCADA系统中，大量 使用各种现场仪表做下位机，如智能流 量计量表、冷量热量表、智能巡检仪等。
2、上位机
（1）上位机组成： 上位机系统通常包括SCADA服务器、
工程师站、操作员站、WEB服务器等，这 些设备通常采用以太网联网。
ENRTUENR PRINT
4BMNCb/s
GD GD GD GD T2 U3
HELP ALPHA
V0 W.X YZ SHIFT
图1.2 SCADA系统结构
RTU
1、下位机
（1）下位机功能： ➢数据采集
下位机配置的各种输入设备（DI、AI等） 进行数据采集
➢控制 下位机配置的各种输出设备（DO、AO 等）对现场设备进行控制
计。
（4）更适应恶劣环境应用的品质。
➢PLC（中、小型） 典型的小型PLC产品有三菱的FX2N系
统PLC、西门子的S7200系统、OMRON的 CPM1A等。
一些中、大型的SCADA系统的下位机 会选用中型的PLC产品，如三菱的Q系列、 西门子的S7-300、A-B公司的ControlLogix 和施耐德的Quantum系列等。
3、通信网络
通信网络实现SCADA系统的数据通信， 是SCADA系统的重要组成部分。与一般的 过程监控相比，通信网络在SCADA系统中 扮演的作用更为重要，这主要因为SCADA 系统监控的过程大多具有地理分散的特点， 如无线通信机站系统的监控。
RTU的功能：
RTU的主要作用是进行数据采集及本 地控制，进行本地控制时作为系统中一个 独立的工作站，这时RTU可以独立的完 成连锁控制、前馈控制、反馈控制、PID 等工业上常用的控制调节功能；进行数据 采集时作为一个远程数据通讯单元，完成 或响应本站与中心站或其它站的通讯和遥 控任务。
RTU的配置与程序执行：
RTU的主要配置有CPU模板、I／O （输入／输出）模板、通讯接口单元，以 及通讯机、天线、电源、机箱等辅助设备。
RTU能执行的任务流程取决于下载到 CPU中的程序。应用程序可用工程中常 用的编程语言编写，如梯形图、C语言等。 有些设备采用C语言编程。
RTU的特点： （1）同时提供多种通讯端口和通讯机制。 （2）提供大容量程序和数据存储空间。 （3）高度集成的、更紧凑的模块化结构设
下位机接收上位机的监控，并且向上 位机传输各种现场数据
（2）下位机类型： ➢远程终端单元RTU
RTU（Remote Terminal Unit，RTU） 是安装在远程现场的电子设备，用来监视 和测量安装在远程现场的传感器和设备。 它在提高信号传输可靠性、减轻主机负担、 减少信号电缆用量、节省安装费用等方面 的优点也得到用户的肯定。
WEB客户
工作站
数据服务器
WEB服务器
Internet
以太网
以太网
SCADA 服务器
（或工业以太网）
SCADA 服务器
串口 服务器
Modem
卫星
GPRS
X2.5
电台
现场控制
站点
PLC
现场总线
现场总线 I/O设备
HUB/MAU
NIC
%UTILIZATION
TAB
GD RE I F
JA KB LC M7 N8 O9
➢PAC（可编程自动化控制器）
作为一种开放型的自动化控制设备， PAC在SCADA系统的下位机的应用逐步 增多，主要的产品有：GE Fanuc公司的 PACSystemsRX3i／7i、NI公司的 Compact FieldPoint、Beckoff公司 的 CX1000、泓格科技的WinCon／LinCon 系列、μPAC-7186EX、A-B公司的 CompactLogix和研华公司的ADAM5510EKW等。
实际的SCADA系统上位机系统到底如 何配置还是根据系统规模和要求而定。根据 安全性要求，上位机系统还可以实现冗余， 即配置两台SCADA服务器，当一台出现故 障时，系统自动却换到另外一台工作。
（2）上位机功能： ➢数据采集和状态显示。 ➢远程监控。 ➢报警和报警处理。 ➢事故追忆和趋势分析。 ➢与其他应用系统的结合。
2、特点
一般来讲，SCADA系统特指分布式计 算机测控系统，主要用于测控点十分分散、 分布范围广泛的生产过程或设备的监控， 通常情况下，测控现场是无人或少人值守。
二、SCADA系统结构
➢上位机：侧重监控功能 ➢下位机：直接控制功能 ➢通信网络：实现上、下位机数据交换 如图1.2所示。
从其结构可以看出，SCADA系统 具有控制分散、管理集中的“集散控 制系统”的特征。
HELP ALPHA
V0 W.X YZ SHIFT
现场人 机界面
现场I/O
图1.1 SCADA系统实例－污水处理厂监控系统
1、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ义
SCADA系统是一类功能强大的计算机 远程监督控制与数据采集系统，它综合利 用了计算机技术、控制技术、通信与网络 技术，完成了对测控点分散的各种过程或 设备的实时数据采集，本地或远程的自动 控制，以及生产过程的全面实时监控，并 为安全生产、调度、管理、优化和故障诊 断提供必要和完整的数据及技术手段。