检测仪表和SCADA系统介绍
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：
HELP ALPHA
V0 W.X YZ SHIFT
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
自控培训自控仪表及SCADA系统简介
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双金属温度计
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• 1.2 温度的表示方法
• ●热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定 分子运动停止时的温度为绝对0度，符号为K。它规定 水的三相点热力学温度为273.15K。
• ●摄氏温标(℃)规定：在标准大气压下，冰的融点为0度， 水的沸点为100度，中间划分100等分，每等分为摄氏 1度，符号为℃。
• 1.4 测量温度的主要方法
• 温度是工业生产中最常见和最基本的工艺参数之一，任 何化学反应或物理变化的进程都与温度密切相关，因此 温度的测量与控制是生产过程自动化的重要任务之一。
• 测量温度的方法虽然很多，但从感受温度的途径来分， 不外乎下面两大类：一类是接触式的，即通过测温元件 与被测物体的接触而感知物体的温度；另一类是非接触 的，即通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度。
• 仪表的误差还根据使用条件分为基本误差和附加误差两 种。基本误差是指仪表在正常工作条件下的最大相对百 分误差。若仪表不在规定的正常条件下工作，例如因周 围温度、电源电压等偏高或偏低而引起的额外误差，称 为附加误差。仪表的精确度等级都是根据其基本误差确 定的
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• 2.2 灵敏度和灵敏限 • 灵敏度表示测量仪表对被测参数变化的敏感程度,常以
• 国际实用温标是一个国际协议性量标，它与热力学温标 相接近，而且复现精度高，使用方便。目前国际上通用 的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年 国际实用温标—1975年修订版》，记为：IPTS—68 (Rev—75)。但由于IPTS—68温标存在一定的不足， 国际计量委员会在18界国际计量大会第七号决议授权 予1989年会议通过了1990年国际温标ITS—90， ITS—90温标替代IPTS—68。我国自1994年1月1日起 全面实施ITS—90国际温际。
SCADA系统概述
SCADA系统概述SCADA系统概述SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。
SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。
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。
由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。
它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。
在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。
SCADA系统发展历程SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系统，全名为数据采集与监视控制系统。
SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。
SCADA系统发展到今天已经经历了三代。
第一代是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。
1、SCADA系统简介课件
电力SCADA 系统简介（20120222）一、 SCADA 系统简介电力监控系统又称--SCADA 系统，主要用于实现对地铁各变电所内主要电气设备进行的遥控、遥信、遥测、遥调和遥视等。
它对提高地铁供电系统运行的可靠性、安全性、经济性、减轻调度员的负担、实现电力调度自动化与现代化、提高调度的效率和水平等方面起到了不可替代的作用。
是将远程的供电设备如：断路器、隔离开关、变压器等进行远程状态的自动化监控。
二、 电力监控系统基本组成电力监控以电力调度中心为主，电站为辅，通过控制中心的电调工作站可以对全线电力系统设备进行监控。
电力监控系统是一个分层分布式自动化系统，由上自下分别是：调度中心局域网系统、通信通道、变电站管理层、现场通信网络、间隔层装置。
三、 电力监控系统的功能1、控制中心功能1) 遥控功能2) 信息处理、显示3) 供电系统运行情况的数据归档和统计报表功能4) 用户画面5) 信息打印功能6) 趋势显示7) 人机画面调阅显示8) 信息查询9) 口令功能10) 系统容错能力、自诊断、自恢复功能11) 电力系统控制模式与级别12) 监控系统控制权限 显示大屏幕维护工作站 B 服务器 A 服务器 培训工作站电力调度工作站 CSE 通讯处理机 A2网段牵引变压器配电变压器10KV 系统13)数据采集功能14)控制功能15)电度统计功能16)数据处理功能17)在线帮助功能18)事故追忆功能19)故障录波功能20)SOE（事件顺序记录）功能21)培训功能22)系统时钟同步功能23)调度运行工作管理2、部分功能简述1)控制功能单点遥控改变某一对象运行状态的控制，包括开关合/分、自动装置投入/撤除、保护定值切换等操作。
程序遥控为了简化操作步骤，将某些固定的倒闸作业流程序列定义在一个序列控制中，以简化操作步骤。
程序遥控包括所内程序遥控和所间程序遥控两种。
程序遥控的执行可以具有手动一次启动、手动逐条启动，条件自动（经人工确认）执行等方式。
SCADA系统介绍
智能通用 SCADA系统1．SCADA系统的发展SCADA（Supervisor Control And Data Acquisition）系统，即监测监控及数据采集系统。
其功能是在工业生产过程中，实时采集现场数据，对工业现场进行本地或远程的自动控制，对工艺流程进行全面、动态和实时的监视，并为生产、调度和管理提供必要的数据。
SCADA技术建立在计算机、通讯系统、控制器、传感器基础上。
它的主要结构由中央计算机管理系统、系统中继站、远程控制单元RTU（Remote Terminal Unit）等三级组成。
整个系统包括有计算机及其网络系统、RTU及其有线/无线信号通信系统等。
SCADA系统的本质是一个以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
它可以方便地对现场的运行设备进行监视和控制，以实现生产过程数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
因此，是在现代化的工业企业中，特别是在石油化工行业有着极其重要的意义是不可缺少的系统。
2．RTU的发展历程（1）RTU在SCADA中的地位与作用RTU(Remote Terminal Unit)是构成SCADA系统的核心装置，通常由信号输入/出模块、微处理器、有线/无线通讯设备、电源及外壳等组成，由微处理器控制，并支持网络系统。
它通过自身的软件(或智能软件)系统，可理想地实现企业中央监控与调度系统对生产现场一次仪表的遥测、遥控、遥信和遥调等功能。
RTU是一种耐用的现场智能处理器，它支持SCADA控制中心与现场器件间的通讯。
它是一个独立的数据获取与控制单元。
它的作用是在远端控制现场设备，获得设备数据，并将数据传给SCADA系统的调度中心。
可以实现检测（遥测）、调节（遥调）、控制（遥控）的功能。
3．优玛通用智能SCADA系统的特点随着我国国民经济的飞速发展，SCADA系统正越来越多的应用在各种工业设备和民用设施的远程测控场合。
但目前市场上的SCADA系统价格较高，使很多需要使用单位的望而却步。
SCADA系统简介
SCADA系统简介一、SCADA系统SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。
SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。
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。
由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。
它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。
在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。
二、SCADA系统发展历程SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。
SCADA 系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。
SCADA系统发展到今天已经经历了三代。
第一代是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。
SCADA系统基本概述
SCADA系统基本概述SCADA系统基本概述一、SCADA系统介绍SCADA是Supervisory ControI And Data AcquiSition System （数据采集与监视控制系统）的缩写，SCADA系统是对分布距离远，生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控制系统。
它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域，其中在电力系统中的应用更为广泛，发展技术也最为成熟。
它在远动系统中占重要地位，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，即我们所知的“四遥”功能。
RTU(远程终端单元)，FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分。
在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用。
它是架构在PC 之上的生产自动化控制系统。
当然不同领域的应用，所需功能也不尽相同，但是它们都具有以下基本特色：图形操作介面；系统状态动态模拟；即时和历史资料趋势曲线显示；警报处理系统；资料获取取与记录；报表输出。
二、SCADA模块构成SCADA系统会包括以下的子系统：1、人机界面（human machine interface，简称HMI）是一个可以显示程序状态的设备，操作员可以依此设备监控及控制程序。
人机界面（或简称为HMI）一个可以显示程序状态的设备，操作员可以依此设备监控及控制程序。
HMI会链接到SCADA系统的数据库及软件，读取相关信息，以显示趋势、诊断数据及相关管理用的信息，如定期维护程序、物流信息、特定传感器或机器的细部线路图、或是可以协助故障排除的专家系统。
HMI系统常会用图像的方式显示系统的信息，而且会用图像模拟实际的系统。
操作员可以看到待控制系统的示意图。
例如一个连接到管路的泵浦图标，可以显示泵浦正在运转，及管路中液体的流量，操作员可以使泵浦停机，HMI软件会显示管路中液体流量随时间下降。
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。
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主要内容
●常用检测仪表介绍
●SCADA系统介绍
●输油常规报警和安全联锁保护
检测仪表分类
按安装位置分
就地显示仪表
压力表、双金属温度计等；
远传仪表:通过测量、变送再经电缆或引压管线、光纤远传到控制室显示以控制室为界
一次仪表
二次仪表
一次仪表
安装在现场，用于测量、变送的仪表称为“一次仪表”，如压力变送器、温度变送器（热电阻、热电偶）等。
二次仪表
安装在值班室，用于显示、记录的仪表称为“二次仪表”，如单针指示仪、数字显示仪、记录仪等。
检测仪表分类 按检测参数分四大类
温度仪表
压力仪表
液位仪表
流量仪表
（一）、常用的压力测量仪表
1、弹簧管式压力表
常用的弹簧管式压力表是由单圈或多圈弹簧管弯成圆弧形的空心管子，如图1-1所示。
它的截面成扁圆形或椭圆形，椭圆形的长轴b与弹簧管弯成的圆弧中心轴O平行。
A为弹簧管的固定端，是被测压力的输入端；B为弹簧管的自由端，即位移输出端。
作为压力——位移转换元件的弹簧管，当它的固定端通入被测压力P后，由于椭圆形截面在压力P的作用下将趋向圆形，其自由端就由B移到B’，如图1-1所示。
根据弹性变形的原理可知，其位移量与被测压力P成一定正比关系。
2、远传压力测量仪表
●远传压力测量仪表是将因压力作用，而使某种物体产生的变形或位移，转换成电信号或气压信号、光信号，经电缆或引压管线、光纤远传到值班室或控制室，由显示或记录仪表显示出被测压力的数值。
●常用的远传压力测量仪表有（以测压元件分类）：电容式压力变送器、扩散硅压力变送器等。
（1）、电容式压力变送器
如图1-5为电容式压力/差压变送器，它是由检测极板和固定极板及相应的检测放大电路组成的。
（2）、扩散硅式压力变送器
如图所示，它是由固定极和检测极（外壳）及检测放大电路组成的。
其原理是利用扩散硅的压阻效应来测量压力的。
压力变送器与压力表比较
压力变送器精度高
精度:0.50.250.1
智能压力变送器带现场液晶显示
压力表精度低
一般现场使用的压力表精度:1.5
（二）、常用温度测量仪表
1、常用接触式测温仪表
常用接触式测温仪表有玻璃液体温度计、双金属温度计。
这些都属就地显示仪表；另外还有热电偶、热电阻、半导体等组成的远传仪表。
●（1）、双金属温度计
●如图2-1所示，利用两片膨胀系数不同的金属片叠焊在一起，构成双金属温度计。
当温度变化时，由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲，温度越高弯曲的角度越大。
如果将双金属片制成螺旋管壮，则灵敏度将大大提高。
应用上述原理即可制成结构简单、成本低廉的双金属温度计，其准确度一般在±1.0～2.5。
●（2）、热电偶温度计
●如图2-2所示，热电偶是将两根不同的导体材料的一端焊接，另一端连接豪伏计测量仪表（动圈仪表或电位差计）组成的。
焊接的一端称为热电偶的热端（或工作端），另一端称为冷端，冷端通过导线连接到毫伏计。
热电偶温度计
●特点：测量高温
测量范围：0-1200℃
●工业上常用的热电偶有：
●①铑10—铂（分度号S）；
●②镉—镍硅（镍镉—镍铝）（分度号K）；
●③镍铬—铜镍（康铜）（分度号E）。
（3）、热电阻温度计
热电阻温度计是由热电阻（感温元件）、显示仪表及连接导线三部分组成的。
热电阻温度计是根据导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的性质制成的。
采用电子平衡电桥（或桥路）来测量感温元件的电阻值，进行测量温度的。
如图2-3所示。
●2、辐射式温度计
●物体受热后会发出各种波长的辐射能，光学温度计就是通过检测这种辐射能来测量物体温度的。
辐射式温度计属于非接触式测温仪表。
（三）液位检测仪表
1、常用的接触式液位仪表
●（1）、浮子式液位计
●如图3-1所示，浮子式液位计是利用漂浮在液面上的浮子所产生的位移或浮力随液位的变化，经传递、变送、由相应的仪表进行液位显示。
浮子式液位计
●目前液位变送器种类较多，常用的光电型（码带式光导液位计）、码盘型（钢带式液位计）。
●浮子式液位计结构简单、价格低、精度较高，是目前使用比较普遍的一种液位计。
如果测量敞口容器的液位，则采用如图3-2的形式，其差压变送器的负压室通大气，正压室通过导压管和阀门与容器的取压点连接。
如果测量压力容器的液位，则采用如图3-3的形式，其差压变送器的正负压室都要通过导压管和阀门与容器的上下限液位取压点连接，以平衡容器内气相压力P 的静压作用。
●（1）、超声波液位计
●如图3-4所示，超声波液位计的原理是通过安装于容器顶部的换能器，向液面垂直发射超声波，然后再接收由液面反射回的超声波，利用声波在空气中的传播速度和反射时间，计算出容器内的空高h，再根据已知容器高度L减去空高h而得液位高度H。
●（2）、雷达液位计
●雷达液位计的原理与超声波液位计的原理基本相同，最大的不同是，前者用的是电波（微波），而后者用的是超声波。
另外，雷达液位计的换能器是雷达天线；超声波液位计的换能器用的是超声波换能器。
雷达液位计与超声波液位计比较●在检测精度
雷达液位计大大高于超声波液位计，雷达液位计又可分为计量级和控制级两种精度等级。
●应用情况
雷达液位计应用较广泛。
（四）、流量检测仪表
常用的流量测量仪表
●速度式流量计，如孔板、涡轮、超声波等；
●容积式流量计，如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计、双转子流量计。
1、速度式流量计
●（1）、孔板流量计
●在管道中插入流通面积较小的节流件，造成在流体通过节流件时，在节流件上、下游之间产生静压差（简称差压），通过测量差压求出流量。
节流件的形式较多，最常用的就是孔板。
如图4-1所示。
孔板流量计原理
在管道中流动的流体，具有动能和压能，并在一定条件下这两种形式的能量可以相互转换，但总能量是不变的。
因此采取节流的方式，造成动能和压能的转换，通过测量静压的变化求出流速和流量
●（2）、涡轮流量计
●涡轮流量计如图4-2所示，它由涡轮导向器、铁心、线圈及壳体等部分组成。
涡轮流量计工作原理
●当被测介质通过流量计时，在流体的作用下，冲击涡轮叶片而使涡轮旋转。
在一定的流量范围和流体粘度下，涡轮转速与流体的速度成正比，流速越大，涡轮的转速也越快。
●当涡轮转动时，周期性改变检测线圈磁电回路的磁阻，从而产生与流量成正比的电脉冲信号。
●根据单位时间内的脉冲数和累计数，即可求出瞬时流量和累计流量。
●（3）、超声波流量计
●如图4-3所示，超声波流量计是应用声波传播速度与流体的流速有关，通过测量声波在流体中的传播速度等，求出流速和流量。
此外，还可用相位差、频率差等方法来测量流量。
插入式
时差法宽束换能器
超声波流量计
特点：
非接触式，安装方便
应用：
近几年发展迅速，精度提高，最高达0.2级,国外已开始运用于原油和天然气的交接计量。
管道储运公司应用：
甬沪宁管线进出站流量测量，精度0.3
加热炉的进出炉流量测量，精度0.5
2、容积式流量计
●（1）、椭圆齿轮流量计
●椭圆齿轮流量计是在固定的壳体内，有一对互相齿合的椭圆齿轮，在流体的入口和出口之间的压差作用下，推动椭圆齿轮旋转，不断地将充满在齿轮与壳体之间的定体积流体排出。
通过累计齿轮的转数，可以计算出流量的数值。
●（2）、腰轮流量计
●腰轮流量计的基本原理和椭圆齿轮流量计相同，只是运动部件的形状略有不同，腰轮的表面无牙齿，两只腰轮是靠套在伸出壳体的两根轴上的齿轮齿合的。
●（3）、刮板流量计
●可旋转的转子在进出口压差作用下，通过内外滑动的两对刮板在空腔中旋转，转子每旋转一周，便有四倍计量室容积的流体排出，通过转动机构可以计算出排出液体的总量。
三种容积式流量计应用比较
椭圆齿轮流量计
精度较刮板流量计、腰轮流量计低，
最高精度：0.5, 一般用于燃料油计量。
刮板流量计、腰轮流量计
精度高，一般用于原油交接计量。
腰轮流量计精度达0.2%
刮板流量计精度达0.15%
目前管道储运公司
自动化仪表的应用现状
●智能变送器取代传统型变送器
●PLC、RTU和计算机取代盘装二次表，实现计算机数据采集和控制
●采用SCADA系统，实现管道全线工艺参数的计算机数据采集和远程监控。
AB (PLC)
西门子(PLC)
ABB (AC800F)。