SCADA系统 ppt
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5节SCADA系统控制逻辑课件
07:19
16
阿拉山口站为例
• 开关量阀的控制逻辑： • 阀处于远控/手动状态，无故障，无报警，无停阀命令。 • 在站控（中心）状态，阀门全开未置位，站控开阀命令
置位，2秒后自动复位。阀门开DO正常输出，阀门在开状 态。
• XV1101,02,03,04,05, XV1111,XV1421,25
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• （1）机泵启动前应满足的条件，如压力是否满足，进口阀和出口阀是否 已经处于预先考虑好的位置，机泵本身涉及的机械密封、振动条件、温度 等条件是否满足。这个可考虑作为启泵前的一个必要条件加入保护逻辑中。
• （2）启泵/停泵信号是脉冲信号还是长信号，一般都是脉冲信号，因为通 常SCADA输出先到继电器的干触点，触发继电器闭合输出信号到电气柜 来动作机泵。
调节器，它们的输出通过一只选择器后，送往执行器。这两只调节器， 一只在正常情况下工作，另一只在非正常情况下工作。 • 在生产处于正常情况时，系统由用于正常工作下工作的调节器进行控 制；一旦生产出现不正常情况，用于非正常情况下工作的调节器将自 动取代正常情况下工作的调节器，对生产过程进行安全性控制，直到 生产自行恢复到正常情况，正常情况下工作的调节器又将取代非正常 情况下工作的调节器，恢复对生产过程的正常控制。 • 长输管道 通常的选型控制采用的是低选（超驰）控制。
• 在长输管道的单回路控制中，常常用来控制进出站压力、 流量和下载流量，在自动调节中一般只用到比例和积分控 制。
07:19
9
4.复杂回路控制
4.1串级控制
给定值
主调节
－
器
串级控制回路方块图
控制信号
调节器
执行器
－
干扰
干扰
副对象 副变量 主对象
配电自动化6-配电SCADA
事件记录
01
对配电网中的重要事件进行记录，包括开关设备的动作、故障
发生和处理等。
报警机制
02
根据事件的重要性和紧急程度，设置不同的报警级别，并通过
声光电等方式提醒管理人员进行处理。
报警处理
03
管理人员根据报警信息，及时处理相应的事件，确保配电网的
安全稳定运行。
报表生成与打印
数据统计
对配电网的运行数据和监控数据进行统计和分析。
工业园区配电网自动化可以优化资源配置，提高电力供应的可靠性和稳定性，降 低能源消耗和生产成本。
住宅小区配电网自动化
住宅小区是居民生活的重要场所，对供电的可靠性和稳定 性要求较高。配电SCADA系统在住宅小区配电网自动化中 能够实时监测和控制配电网的运行状态，保障居民用电的 稳定性和可靠性。
住宅小区配电网自动化可以提高供电的可靠性和稳定性， 优化资源配置，降低能源消耗和运行成本。
人机交互技术
图形化界面设计
利用图形化界面展示配电网的运行状态和实时数据，便于用户直 观地了解系统运行情况。
报表生成与打印
支持自定义报表生成和打印功能，方便用户进行数据统计和分析。
报警与通知功能
对异常事件进行实时报警，并通过短信、邮件等方式通知相关人员 进行处理。
安全防护技术
1 2
防火墙技术
设置防火墙以保护SCADA系统免受未经授权的 访问和攻击。
数据处理
对采集到的数据进行处理，包括数据 滤波、去噪、计算等操作，以得到准 确可靠的监控信息。
故障定位与隔离
故障检测
通过实时监控配电网的运行状态， 及时发现故障并触发故障检测机 制。
故障定位
利用故障定位算法和智能终端设备， 快速准确地定位故障发生的位置。
SCADA风机中央监控系统 PPT课件
13
风机统计数据检索、查询
❖ 风机统计数据检索是根据所选风机及其需统计数据的时间 段，从数据库中检索、统计、显示而得。
2020/3/31
14
风机历史故障查询及统计
❖ 风机历史故障查询及统计为数据库存储得风机故障按条件检索后计算统计而得。
❖ 此功能可以更好的完成风机检测、故障修复、故障查询的风机保养及保修。更加 方便、可靠的完成电场风机的正常运行
❖ 此功能具有很大的灵活 性，无论是此风机包含 的怎样类型的参数数据 都可进行统计对比。
18
2020/3/31
风机统计数据图
❖ 风机统计数据图统计了 风场风机的指定时间段 内的生产数据显示。
❖ 此功能可用于多台风机 的同一时段的纵向比较。
❖ 由此功能可轻易检测、 对比出多台风机的运行 性能。
20
2020/3/31
29
监控设置与系统报警设置
系统连接参数设置为系统选择连接数据库、选择系统显示语言而制作，此功能可ຫໍສະໝຸດ 据风场 的风机信号连接实际情况而定。
报警设置因风场中控系统不对外连接而采用声音报警方式制作。
2020/3/31
30
风机数据报表
❖ 风机数据报表包含了风机时段数据统计报表、 风机日数据统计报表、风机月数据统计报表、 分组风机时段数据统计报表、分组风机日数 据统计报表、分组风机月数据统计报表、全 场风机数据统计报表。
2020/3/31
11
系统保留设置
❖ 为了防止系统用户的误删除操作。系统做了
保留的用户组与用户设置。保留用户组为 “Administrators”保留用户为 “Administrator”。此用户可进行系统权限即
本地用户组、用户的设置操作。但不允许用
风机统计数据检索、查询
❖ 风机统计数据检索是根据所选风机及其需统计数据的时间 段，从数据库中检索、统计、显示而得。
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风机历史故障查询及统计
❖ 风机历史故障查询及统计为数据库存储得风机故障按条件检索后计算统计而得。
❖ 此功能可以更好的完成风机检测、故障修复、故障查询的风机保养及保修。更加 方便、可靠的完成电场风机的正常运行
❖ 此功能具有很大的灵活 性，无论是此风机包含 的怎样类型的参数数据 都可进行统计对比。
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风机统计数据图
❖ 风机统计数据图统计了 风场风机的指定时间段 内的生产数据显示。
❖ 此功能可用于多台风机 的同一时段的纵向比较。
❖ 由此功能可轻易检测、 对比出多台风机的运行 性能。
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监控设置与系统报警设置
系统连接参数设置为系统选择连接数据库、选择系统显示语言而制作，此功能可ຫໍສະໝຸດ 据风场 的风机信号连接实际情况而定。
报警设置因风场中控系统不对外连接而采用声音报警方式制作。
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风机数据报表
❖ 风机数据报表包含了风机时段数据统计报表、 风机日数据统计报表、风机月数据统计报表、 分组风机时段数据统计报表、分组风机日数 据统计报表、分组风机月数据统计报表、全 场风机数据统计报表。
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系统保留设置
❖ 为了防止系统用户的误删除操作。系统做了
保留的用户组与用户设置。保留用户组为 “Administrators”保留用户为 “Administrator”。此用户可进行系统权限即
本地用户组、用户的设置操作。但不允许用
S C A D A系统培训ppt课件
远程终端单元（RTU）是一个术语，用来描述不仅能用作 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。
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，实现远距离控制。各 种SCADA系统中其RTU的功能与组成各不相同。
管道SCADA系统的配置形式一般有远程控制终端RTU （站控机）、控制中心计算机系统、数据传输及 网络系统、应用软件组成。
SCADA的系统结构：
SACDA系统的主要功能是支持整个油气管网的 操作运行。整个系统具有三层结构，它包 括系统主计算机、通信处理机和 RTU。 SCADA系统主机对所有站场的工艺参数在线 实时的监视。
通信控制处理机（简称CCP)
communication control processor
对各主计算机之间、主计算机与远程数据 终端之间，以及各远程数据终端之间的数 据传输和交换进行控制的装置。不同功能 的通信控制处理机能把多台主计算机、通 信线路和很多用户终端连接成计算机通信 网，使这些用户能同时使用网中的计算机， 共享资源。
SCADA系统站控级设备主要是PLC和RTU。站控级的典型搭 配是以RTU作为上位机，负责与中心计算机的数据传输与 处理，PLC作为下位机，负责采集现场数据、接受RTU指令、 下发现场设备控制指令。
RTU硬件组成
模拟输入通道 数字与开关量通道 模拟输出通道 开关量输出通道 数据处理软件与硬件 通信接口 维护试验箱 供电 RTU外壳
SCADA系统框图
数据处理计 算机系统
管理信息系统
管道控制台
管道 末端
RTU
主站计算机
次主站计算机
RTU
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，实现远距离控制。各 种SCADA系统中其RTU的功能与组成各不相同。
管道SCADA系统的配置形式一般有远程控制终端RTU （站控机）、控制中心计算机系统、数据传输及 网络系统、应用软件组成。
SCADA的系统结构：
SACDA系统的主要功能是支持整个油气管网的 操作运行。整个系统具有三层结构，它包 括系统主计算机、通信处理机和 RTU。 SCADA系统主机对所有站场的工艺参数在线 实时的监视。
通信控制处理机（简称CCP)
communication control processor
对各主计算机之间、主计算机与远程数据 终端之间，以及各远程数据终端之间的数 据传输和交换进行控制的装置。不同功能 的通信控制处理机能把多台主计算机、通 信线路和很多用户终端连接成计算机通信 网，使这些用户能同时使用网中的计算机， 共享资源。
SCADA系统站控级设备主要是PLC和RTU。站控级的典型搭 配是以RTU作为上位机，负责与中心计算机的数据传输与 处理，PLC作为下位机，负责采集现场数据、接受RTU指令、 下发现场设备控制指令。
RTU硬件组成
模拟输入通道 数字与开关量通道 模拟输出通道 开关量输出通道 数据处理软件与硬件 通信接口 维护试验箱 供电 RTU外壳
SCADA系统框图
数据处理计 算机系统
管理信息系统
管道控制台
管道 末端
RTU
主站计算机
次主站计算机
RTU
配电网SCADA系统.ppt
• 配电SCADA一般采用分层组织测控单元的方式，把 分散的RTU组织成若干个通信区域(子站)，监控信 息首先在通信区域内集中，然后再上传到配电管 理中心(主站)。一个主站可以对应多个子站。若 分散的测控单元数量巨大，还可以进一步分层， 子站有二级直至多级子站
配电SCADA系统的分层体系结构
3）通信方式有： 多点共线方式；多点环形方式；RTU/FTU主从结构方式
障识别； • (2)向馈线远方终端发遥控命令，实现故障隔离和恢复供
电的功能； • (3)采集变电站内的并收集馈线远方终端的状态量，状态
量变位优先向上级主站传送； • (4)实现对变电站电压、电流、有功功率、无功功率、功
率因数、频率或者谐波值的测量、采集直流量并向上级主 站传送；
• (5)接收并执行上级主站的遥控命令或者电容器投切及 返送校核；
产管理； • (6)高级应用软件工作站：高级应用软件计算，分析； • (7)维护工作站：对整个网络进行监视，维护； • (8)数据采集(通信)工作站：相当于前置机功能，用来和子
站进行通信中，由于采用了网络终端服务器，数据采集工 作站(前置机)被省略。
几个基本概念
• 前置机的概念：SCADA系统的前置机负责规约转换和数 据预处理。早先，由于计算机的处理能力有限，为了 减轻主机(服务器)的CPU负担，一般都要配备专门的计 算机来运行前置数据处理程序，这就是SCADA系统的前 置机。实际上，前置机只是一个逻辑概念，如果主机 (服务器)的处理能力足够强，前置数据处理程序可以 直接运行在主机(服务器)上，让主机(服务器)兼作 SCADA系统的前置机。
• SCADA子站和安装在环网开关、负荷开关、街道 配电站内的馈线远方终端(FTU)通信，完成线路 设备的监控。
配电SCADA系统的分层体系结构
3）通信方式有： 多点共线方式；多点环形方式；RTU/FTU主从结构方式
障识别； • (2)向馈线远方终端发遥控命令，实现故障隔离和恢复供
电的功能； • (3)采集变电站内的并收集馈线远方终端的状态量，状态
量变位优先向上级主站传送； • (4)实现对变电站电压、电流、有功功率、无功功率、功
率因数、频率或者谐波值的测量、采集直流量并向上级主 站传送；
• (5)接收并执行上级主站的遥控命令或者电容器投切及 返送校核；
产管理； • (6)高级应用软件工作站：高级应用软件计算，分析； • (7)维护工作站：对整个网络进行监视，维护； • (8)数据采集(通信)工作站：相当于前置机功能，用来和子
站进行通信中，由于采用了网络终端服务器，数据采集工 作站(前置机)被省略。
几个基本概念
• 前置机的概念：SCADA系统的前置机负责规约转换和数 据预处理。早先，由于计算机的处理能力有限，为了 减轻主机(服务器)的CPU负担，一般都要配备专门的计 算机来运行前置数据处理程序，这就是SCADA系统的前 置机。实际上，前置机只是一个逻辑概念，如果主机 (服务器)的处理能力足够强，前置数据处理程序可以 直接运行在主机(服务器)上，让主机(服务器)兼作 SCADA系统的前置机。
• SCADA子站和安装在环网开关、负荷开关、街道 配电站内的馈线远方终端(FTU)通信，完成线路 设备的监控。
《SCADA系统》课件
详细描述
石油化工行业具有高温、高压、易燃、易爆等特点，生 产过程复杂且危险性高。SCADA系统通过实时监测和调 控生产过程中的各种参数，保障生产安全和稳定，提高 生产效率和产品质量。同时，SCADA系统还为企业的生 产管理、资源调度和决策支持提供数据支持。
案例三：城市供水系统的SCADA系统
总结词
界面设计原则
遵循用户友好原则，合理设计界面布局和交 互方式，以提高用户的操作效率和体验。
04
SCADA系统的安全与可靠
性
数据加密与网络安全
数据加密
使用高级加密算法对传输和存储的数据 进行加密，确保数据在传输过程中不被 窃取或篡改。
VS
网络安全
建立防火墙和入侵检测系统，防止恶意攻 击和非法入侵，保护系统的正常运行。
系统容错与故障恢复
系统容错
采用冗余技术和负载均衡策略，确保系统在 部分组件出现故障时仍能继续运行。
故障恢复
建立快速响应机制和故障恢复预案，及时定 位和排除故障，尽快恢复系统正常运行。
数据备份与灾难恢复
数据备份
定期对重要数据进行备份，确保数据安全可 靠。
灾难恢复
制定灾难恢复计划，确保在系统遭受重大灾 难时能够快速恢复数据和系统运行。
2
物联网技术提高了SCADA系统的可靠性和稳定性 ，降低了运营成本，提高了生产效率。
3
物联网技术为SCADA系统带来了新的安全挑战， 需要加强网络安全防护和数据隐私保护。
大数据处理与SCADA系统
01
大数据处理技术为SCADA系统 提供了更高效的数据处理和分 析能力，可以更好地支持决策 和优化生产过程。
人工智能技术提高了SCADA系统的自动化和智能化水平，可以更好地适 应复杂多变的生产环境。
SCADA系统 ppt课件
06 下达调度和操作命令
对远程分中心或现场设备进行凡是能输出标准信号的传感器即称为变送器 标准信号：国际电工委员会(IEC)将电流信号 4mA~20mA(DC)和电压信号 1V~5V(DC)确定为过程控制系统中模拟信号的统一标准
变送器
抗干扰能力差
网络等）
系统架构
系统架构
• 运用各种硬件模块和控制软件进 行灵活的组态，根据用户具体工 况和要求构建监控系统。
• 基本组成结构是采用以工业以太 网做为控制网络，可编程控制器 PLC做为核心的现地控制单元， 配以相对独立的的测量元件。
主要功能
01 数据采集和处理功能 自动采集运行过程中各设各的实时数据 ，根据采集的数据，建立实时、历史数 据库
SCADA系统应用场景
电力、市政、冶金、石油、化工、燃气、铁路及楼宇智 能化等诸多领域
极大地提高了生产和运行管理的安全性能和可靠程度； 避免生产人员面临恶劣工作环境，保证了工作过程中第一 位的人员的安全性； 可大大地减少不必要的人工浪费； 可提高预测突发事件的能力，在紧急情况下的快速反应和 处理能力可极大地减少生命和财产的损失
作用2 主机向目标从机发寻址帧时其地址部分为从机地址，这样主机 才可以检索到目标从机
Modbus通信协议数据帧
主站： 04 03 03 26 00 20 A5 C8
从站： 04 03 40 00 B1 1E 62 00 00 00 00 02 EE 66 DC 03 A1 88 8B 40 82 E1 28 41 AD 88 8B 450 64 00 00 00 00 00 00 00 00 02 EE 66 DC 03 A1 50 64 74 52 44 E2 E2 4A 45 E3 E1 28 41 AD 0 82 E1 28 41 AD 88 8B 40 82 CC 9D
SCADA系统培训PPT课件
带保险的开关端子
• 空气开关
• 各个空气开关负责不用的设备，包括机柜顶部的风机、灯 管、24V电源、备用电源等；
• 双闸的空气开关输入和输出都为220V的交流电源、单闸 的空气开关输入和输出都为24V的直流电源；
单闸24V电源开关
ESD机柜介绍
• 1、ESD机柜作用 到现在为止，各场站ESD系统采用霍尼韦尔公司的
3、远程机架介绍远程机架负责现场信号的采集及上位机下 发命令的执行，以远程A机架为例，如图:
• 第一个模块为通讯模块，其作用为实现远程机架个IO模块 与CPU 之间的通讯，如图：
• 信号类型一般分为两类：数字量和模拟量信号，信号类型 又可以输入、输出来分类，所以可以将实际信号具体划分 为：数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出 信号类型。
• 24V电源
• PLC设备及现场设备信号均由24V电源提供、24V电源输 入为220V交流电，输出导线，实现进口接线和出口接线的接通； • 中间的黄色部分为短接片，实现横向的接通
连接接地线的普通端子
• 开关保险端子
• 端子中间安装有3A的保险丝，作用是在其所控制的供电线 路发生短路的情况下，保险丝熔断能够保护机柜内设备；
2）命令的下发包括阀门的开\关\停命令，轴流风机 的远程启停，调压阀阀位输出、此外还兼有过滤分离管路 、计量管路的主备自动切换，轴流风机的自动启停等功能 ；
3）PLC机柜采集信号及控制的设备主要包括：过滤分离管 路、计量管路、调压管路的进\出口电动阀门，调压撬的 PV阀、燃气气撬切断阀、发电机房轴流风机、进出站温 度变送器、进站及汇管前压力变送器、过滤分离差压变送 器、调压管路调压后压力变送器等设备；
• 2、冗余单元 CWREDCPU-1-12-2
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传输距离：传输距离有限，最多只能通信几十米。
接口信号：+2V～+6V表示“0”，- 6V～- 2V表 示“1”，信号电平降低。
传输速率：RS485通信速度快，最大传输速率为 10mb/s。
干扰：采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共 模干扰的能力。
传输距离：理论上，通信速率在100Kbps及以下 时，RS485的最长传输距离可达1200米。
适合于将同一信号送到并联的 多个仪表上
电压输出
信号范围
主要的电压信号的范围为0～10 v
变送器是将感受的物理量、化学 量等信息按一定规律转换成便于 测量和传输的标准化信号的装置
电流输出 (广泛采用)
-
不易受干扰
模拟量电流信号适用于远程传 输
信号范围
电流信号的标准通常采用4～20 mA （防爆：20mA的电流通断引起的火 花能量不足以引燃瓦斯）
SCADA系统简介
-
1
SCADA系统
Hale Waihona Puke SCADA系统Supervisiory Control And Data Acquisition 监视控制和数据采集
监控点分散
应用在测控点十分分散、 分布范围广泛的生产过程 和设备的监控
无人或少人值守
通常测控现场是无人或 少人值守
与DCS同源
系统组成
与DCS（分布式控制系统）
02 控制功能 根据运行情况，按照设定逻辑或需求对 系统相关设备进行自动控制。
03 报表记录查询
系统将存储于数据库数据按照客户指定 报表格式、模板，自动生成报表
-
04
趋势分析
将数据以曲线形式进行展示。方便、直
观监控运行情况
05
报根据警需提要醒，对参数进行报警限值设定后，
参数超出限值，将进行报警提醒，保障 生产安全
PC上位机的RS485电路
• 通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232 信号转换成RS485信号，
• 通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为 RS485类型的扩展卡。
温度变送器 流量计 电流变送器
-
电缆
• 在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通 的双绞线
• 在高速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配 （一般为120Ω）的RS485专用电缆，干扰恶 劣的环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆。 13
7
温度变送器
常见变送器
浓度探头
液位变送器
压力变送器
-
8
变送器
信号正 信号负 变送器
电源 测量设备
这两根线既是电源线 又是信号线
变送器输出电流在4-20mA之间，根据 传感器输出而变化
-
9
模拟信号怎么转换为数据呢？
A/D转换
测量到现场电流为16mA，变送器量程0-0.6MPa
模拟量转换为数字量
4-20mA对应800-4000
-
11
RS485接口
RS-485最常见的应用是在工业环境下可编程逻辑控制器内部之间的通信。
RS232
RS485
接口信号：接口的信号电平值较高，达到十几V， 容易损坏接口电路的芯片。
传输速率：传输速率较低，在异步传输时，比特率 为20Kbps。
干扰：接口使用一根信号线和一根信号返回线而构 成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干 扰。
06 下达调度和操作命令
对远程分中心或现场设备进行控制
5变送器变送器百科变送器是从传感器发展而来的，凡是能输出标准信号的传感器即称为变送器 标准信号：国际电工委员会(IEC)将电流信号 4mA~20mA(DC)和电压信号 1V~5V(DC)确定为过程控制系统中模拟信号的统一标准
-
6
变送器
抗干扰能力差
网络等）
-
3
系统架构
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系统架构
• 运用各种硬件模块和控制软件进 行灵活的组态，根据用户具体工 况和要求构建监控系统。
• 基本组成结构是采用以工业以太 网做为控制网络，可编程控制器 PLC做为核心的现地控制单元， 配以相对独立的的测量元件。
4
主要功能
01 数据采集和处理功能 自动采集运行过程中各设各的实时数据 ，根据采集的数据，建立实时、历史数 据库
-
12
RS485接口
接线方式
• RS485有两线制和四线制两种接线 • 四线制是全双工通讯方式，支持点对多点数据通
信； • 两线制是半双工通讯方式，支持多点数据通信.
PC 接口转换设备
布网
• 两线制布网网络拓扑一般采用终端匹配的总线 型结构，不支持环形或星形网络
• 在同一总线上最多可以挂接32个节点。如果使 用特制节点会更多。
简单、通俗易懂
用户使用容易，厂商开发 简单
支持多种电气接口
如RS-232、RS-485、RS422
-
17
Modbus通信协议
模拟量A与数字量D比例关系 如下：
A4 D800 204 4000800
模拟量转换实际数据
4-20mA对应仪表最小值仪表最大值，比例关系如 下：
A4 实际值 最小值 204 最大值 最小值
实际值为 （16-4）/ 16 * 0.6 = 0.45
-
10
总线上最多可以挂接32个节点，数据最高传输速率为10Mbps，传输距离理论值约1200米
-
16
Modbus通信协议
MODBUS通讯协议，是1979年由美国Modicon （莫迪康）公司提出的。
MODBUS是世界上第一个用于工业现场的总线协议，可以说，它的 出现标志着工业现场从模拟量时代向通讯时代迈进。
标准、开放、免费
国家标准GB/T195822008 完全免费
第一个总线结构
第一个用于工业现场的总 线协议
大到跨洲际的传输管线
同源，从上世纪60年代开
分布式测控
始发展至今
小到单机单台设备的数
采监控
-
2
SCADA系统组成
SCADA系统
通 信 网 络
硬 件
软 件
SCADA软件：实时数据 库、历史数据库 各厂家组态软件 PLC编程软件
仪表 PLC、RTU等 计算机、网络设备
其他
有线、无线(GPRS、 Zigbee、电台、2.4G
流量计
常见485设备
变频器
-
14
485接口设备之间，怎么进行数据交互呢？
人与人交流主要靠共同语言 设备之间交流则依靠
通信协议
-
15
Modb议，是Modicon公司（现在的施耐德电气 Schneider Electric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通 信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。
接口信号：+2V～+6V表示“0”，- 6V～- 2V表 示“1”，信号电平降低。
传输速率：RS485通信速度快，最大传输速率为 10mb/s。
干扰：采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共 模干扰的能力。
传输距离：理论上，通信速率在100Kbps及以下 时，RS485的最长传输距离可达1200米。
适合于将同一信号送到并联的 多个仪表上
电压输出
信号范围
主要的电压信号的范围为0～10 v
变送器是将感受的物理量、化学 量等信息按一定规律转换成便于 测量和传输的标准化信号的装置
电流输出 (广泛采用)
-
不易受干扰
模拟量电流信号适用于远程传 输
信号范围
电流信号的标准通常采用4～20 mA （防爆：20mA的电流通断引起的火 花能量不足以引燃瓦斯）
SCADA系统简介
-
1
SCADA系统
Hale Waihona Puke SCADA系统Supervisiory Control And Data Acquisition 监视控制和数据采集
监控点分散
应用在测控点十分分散、 分布范围广泛的生产过程 和设备的监控
无人或少人值守
通常测控现场是无人或 少人值守
与DCS同源
系统组成
与DCS（分布式控制系统）
02 控制功能 根据运行情况，按照设定逻辑或需求对 系统相关设备进行自动控制。
03 报表记录查询
系统将存储于数据库数据按照客户指定 报表格式、模板，自动生成报表
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04
趋势分析
将数据以曲线形式进行展示。方便、直
观监控运行情况
05
报根据警需提要醒，对参数进行报警限值设定后，
参数超出限值，将进行报警提醒，保障 生产安全
PC上位机的RS485电路
• 通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232 信号转换成RS485信号，
• 通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为 RS485类型的扩展卡。
温度变送器 流量计 电流变送器
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电缆
• 在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通 的双绞线
• 在高速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配 （一般为120Ω）的RS485专用电缆，干扰恶 劣的环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆。 13
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温度变送器
常见变送器
浓度探头
液位变送器
压力变送器
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变送器
信号正 信号负 变送器
电源 测量设备
这两根线既是电源线 又是信号线
变送器输出电流在4-20mA之间，根据 传感器输出而变化
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模拟信号怎么转换为数据呢？
A/D转换
测量到现场电流为16mA，变送器量程0-0.6MPa
模拟量转换为数字量
4-20mA对应800-4000
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RS485接口
RS-485最常见的应用是在工业环境下可编程逻辑控制器内部之间的通信。
RS232
RS485
接口信号：接口的信号电平值较高，达到十几V， 容易损坏接口电路的芯片。
传输速率：传输速率较低，在异步传输时，比特率 为20Kbps。
干扰：接口使用一根信号线和一根信号返回线而构 成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干 扰。
06 下达调度和操作命令
对远程分中心或现场设备进行控制
5变送器变送器百科变送器是从传感器发展而来的，凡是能输出标准信号的传感器即称为变送器 标准信号：国际电工委员会(IEC)将电流信号 4mA~20mA(DC)和电压信号 1V~5V(DC)确定为过程控制系统中模拟信号的统一标准
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变送器
抗干扰能力差
网络等）
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系统架构
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系统架构
• 运用各种硬件模块和控制软件进 行灵活的组态，根据用户具体工 况和要求构建监控系统。
• 基本组成结构是采用以工业以太 网做为控制网络，可编程控制器 PLC做为核心的现地控制单元， 配以相对独立的的测量元件。
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主要功能
01 数据采集和处理功能 自动采集运行过程中各设各的实时数据 ，根据采集的数据，建立实时、历史数 据库
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RS485接口
接线方式
• RS485有两线制和四线制两种接线 • 四线制是全双工通讯方式，支持点对多点数据通
信； • 两线制是半双工通讯方式，支持多点数据通信.
PC 接口转换设备
布网
• 两线制布网网络拓扑一般采用终端匹配的总线 型结构，不支持环形或星形网络
• 在同一总线上最多可以挂接32个节点。如果使 用特制节点会更多。
简单、通俗易懂
用户使用容易，厂商开发 简单
支持多种电气接口
如RS-232、RS-485、RS422
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Modbus通信协议
模拟量A与数字量D比例关系 如下：
A4 D800 204 4000800
模拟量转换实际数据
4-20mA对应仪表最小值仪表最大值，比例关系如 下：
A4 实际值 最小值 204 最大值 最小值
实际值为 （16-4）/ 16 * 0.6 = 0.45
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总线上最多可以挂接32个节点，数据最高传输速率为10Mbps，传输距离理论值约1200米
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Modbus通信协议
MODBUS通讯协议，是1979年由美国Modicon （莫迪康）公司提出的。
MODBUS是世界上第一个用于工业现场的总线协议，可以说，它的 出现标志着工业现场从模拟量时代向通讯时代迈进。
标准、开放、免费
国家标准GB/T195822008 完全免费
第一个总线结构
第一个用于工业现场的总 线协议
大到跨洲际的传输管线
同源，从上世纪60年代开
分布式测控
始发展至今
小到单机单台设备的数
采监控
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SCADA系统组成
SCADA系统
通 信 网 络
硬 件
软 件
SCADA软件：实时数据 库、历史数据库 各厂家组态软件 PLC编程软件
仪表 PLC、RTU等 计算机、网络设备
其他
有线、无线(GPRS、 Zigbee、电台、2.4G
流量计
常见485设备
变频器
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485接口设备之间，怎么进行数据交互呢？
人与人交流主要靠共同语言 设备之间交流则依靠
通信协议
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Modb议，是Modicon公司（现在的施耐德电气 Schneider Electric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通 信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。