监控与数据采集技术SCADA系统介绍
数据采集SCADA系统
数据采集SCADA系统数据采集系统是指为了实现对数据的采集、传输、处理和存储等功能而设计的一种系统。
SCADA系统（Supervisory Control and Data Acquisition，监控与数据采集系统）是一种用于对工业过程进行监控和控制的系统，它通过数据采集来实时监测和分析工业过程，并通过控制指令对工业设备进行远程操作。
在数据采集SCADA系统中，数据采集是一个关键环节，它主要通过传感器、仪表和设备接口来获取现场数据。
传感器可以是温度传感器、压力传感器、流量传感器等，它们可以实时采集现场的温度、压力、流量等参数，并将数据传输给数据采集系统。
仪表是用于测量和记录设备的工艺参数，如液位仪表、流量仪表等，它们可以实时监测设备的运行状态，并将数据传输给数据采集系统。
设备接口是用于将设备和数据采集系统连接起来的接口，如Modbus接口、OPC接口等，它们可以实现设备数据的传输和交互。
数据采集系统不仅要能够实时采集现场数据，还要能够将采集到的数据进行处理和存储。
数据处理主要涉及数据的清洗、校验、转换和计算等过程，以提高数据的质量和准确性。
数据存储主要通过数据库来实现，它可以将采集到的数据按照特定的格式进行存储，并提供查询和分析功能，以支持后续的数据处理和决策。
在实际应用中，数据采集SCADA系统通常还需要具备以下功能：1.实时监控和控制：可以通过图形界面实时显示监控参数，并可对设备进行远程操作和控制，如开关机、调节参数等。
2.历史数据分析：可以对历史数据进行分析和统计，以发现设备运行的趋势和异常情况，并提供相应的预警和报警功能。
3. 报表生成和导出：可以根据用户的需求生成各种报表，并支持导出为Excel、PDF等格式。
4.可靠性和安全性：系统要有高可靠性和安全性，能够实时备份和恢复数据，同时要有权限管理和防火墙等机制，以保护数据的安全。
5.扩展性和兼容性：系统要支持模块化设计和接口扩展，以适应不同场景和设备的需求，并能与其他系统进行数据交互和集成。
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
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。
(完整word版)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。
模拟图会包括线路图及示意图来表示制程中的元素，也可能用制程设备的图片，上面再加上动画说明制程情形。
SCADA系统-汇报
SCADA系统-汇报SCADA系统（Supervisory Control and Data Acquisition），即监控控制和数据采集系统，是一种广泛应用于工业自动化领域的实时数据监控和远程控制系统。
SCADA系统通过采集数据、实时监控、报警和数据分析等功能，帮助企业实现生产过程的高效管理和控制，以提高生产效率和降低生产成本。
本文将对SCADA系统进行详细介绍和分析。
SCADA系统由四个主要组成部分构成，包括远程站点、本地站点、通信网络和中央数据处理中心。
远程站点通常是工业生产现场，用于采集各种传感器数据，如温度、压力、流量等。
本地站点负责对采集到的数据进行实时监控和控制，同时也可以对采集到的数据进行备份和存储。
通信网络用于连接远程站点和本地站点，并将采集到的数据传输到中央数据处理中心。
中央数据处理中心是SCADA系统的核心，负责数据的处理、报表生成、故障诊断和预测分析等功能。
SCADA系统的应用范围非常广泛，包括电力、水务、石化、交通等许多行业。
以电力行业为例，SCADA系统能够实时监控电网的运行状态，通过检测故障并作出及时的反应，保证电网的稳定运行。
在水务行业中，SCADA系统可以监测和控制水厂的供水过程，确保水质和水压的稳定。
在石化行业中，SCADA系统可以监测化工生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量等，并及时报警和采取控制措施。
在交通行业中，SCADA系统可以实时监控交通信号灯、天气条件等，并作出相应的调整，以提高交通效率和安全性。
SCADA系统的优点主要包括以下几个方面。
首先，SCADA系统能够实时监控和控制生产过程，及时发现并处理问题，提高生产效率和质量。
其次，SCADA系统可以自动化地收集和分析数据，提供决策支持和故障诊断等功能，帮助企业做出更加科学的管理决策。
此外，SCADA系统还具有灵活性和可扩展性，能够根据企业需求进行定制和扩展，满足不同行业的需求。
然而，SCADA系统也存在一些挑战和风险。
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系统简介
SCADA系统是一个概念顾名思义它是：分布式的数据采集监控系统，它的由来和应用主要是用于数据采集，如电力的监控系统、输油管线的监控系统，它的特点是控制点分散，一个系统可能覆盖方圆数千功能，如北美的油气管道监控系统通信结构复杂，不是一般控制系统所能比拟的［从光纤到无线甚至卫星通讯］。
它的基本单元的RTU。
SCADA的重点是在监视、控制，可以实现部分逻辑功能，基本用于上位记住这不是某种设备的名字，可以用于组成该系统的设备很多，常用远程RTU（有PLC），关键是通信。
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．一般来说，只要是具有系统监控功能和数据采集功能的系统都可以称之为SCADA 系统。
一般来说，该系统包括硬件系统和软件系统两个部分。
SCADA是Supervisory Control And Data Acquisi TI on的英文缩写，国内流行叫法为监控组态软件。
从字面上讲，它不是完整的控制系统，而是位于控制设备之上，侧重于管理的纯软件。
SCADA所接的控制设备通常是PLC（可编程控制器），也可以是智能表，板卡等。
SCADA控制系统硬件系统一般包括有数据采集设备及控制设备以及数据通信设备，SCADA系统一般都是通过数字量或者模拟量实现的，其典型采集及控制设备有开关量输入输出模块，模拟量采集控制模块等设备，数据通信设备一般都是基于数据通信方式而定，通信方式包括无线数据传输，现场总线传输，TCP/IP网络传输，光纤传输以及卫星通信。
计算机放在监控中心，对系统传送过来的数据进行分析整理，并且发出命令控制系统。
数据采集与监视控制软件系统具有以下几个特征：1.图形界面，以方便人们可以直观的监视整个系统，并且很方便的观看采集上来的数据。
SCADA数据采集与监视控制系统简介kunli
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数据处理：对采集数据进行处理、 分析和存储
控制功能：根据预设条件和算法， 自动或手动控制设备
05
SCADA系统的优势与不足
SCADA系统的优势
数据采集范围广
实时性强
可靠性高
可扩展性好
SCADA系统的不足
单击此处添加标题
数据安全性问题：由于SCADA系统需要与外部网络进行数据交互，容易受到 黑客攻击和数据泄露的风险。
公共设施：在供水、供电、供暖和污水处理等领域，用于监测和控制各种设备和系统，确 保公共设施的正常运行。
03
SCADA系统的数据采集
数据采集的方式
直接采集：通过传感器将现场数 据直接传输到SCADA系统
触发采集：当某个条件满足时触 发数据采集
添加标题
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定时采集：按照预设的时间间隔 进行数据采集
单击此处添加副标题
SCADA数据采集与监视控
制系统简介
汇报人：XX
目录
01 02 03 04 05
添加目录项标题 SCADA系统的概述 SCADA系统的数据采集 SCADA系统的监视控制 SCADA系统的优势与不足
01
添加目录项标题
02
SCADA系统的概述
SCADA系统的定义
SCADA系统是一种数据采集与监视控制系统，用于收集、处理和显示各种实时数据 SCADA系统广泛应用于能源、交通、制造业等领域，用于监控和管理工业设备和设施 SCADA系统通过各种传感器和通信设备，实时获取现场数据并进行处理 SCADA系统提供人机界面，方便用户对设备和设施进行远程监控和管理
添加 标题
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2．分布式微机远动装置
• 分布式微机远动装置较集中式微机远动装置 具有如下优点：布置灵活，便于采集地理上 分布的信号；连线简单，可靠性高；便于扩 容，容量可以增大；便于采用交流采样方式； 便于实现多规约转发和一发多收。
• 分布式微机远动装置的特征为：多CPU、串 行总线、智能模块，既可以柜集中组屏，又 可以分散布置。
TAB
GD RE I F
JA M7
KB N8
LC O9
ENRTUENR PRINT
4BMNCb/s
GD GD GD GD T2 U3
HELP ALPHA
V0 W.X YZ SHIFT
X2.5
电台
Байду номын сангаасPLC
RTU
（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。
RTU结构原框图
2 SCADA系统结构
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。
2 SCADA系统结构
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。
2 SCADA系统结构
2 SCADA系统结构
（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。
监控与数据采集技术 SCADA
自动化的未来：加速创新与智能化
目录
SCADA系统概述 SCADA系统结构 SCADA系统典型架构 SCADA、PLC与DCS
SCADA系统的应用
1 SCADA系统概述
1 SCADA系统系统
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与 监视控制系统。
RTU的特点：
• 同时提供多种通讯端口和通讯机制。 • 提供大容量程序和数据存储空间。 • 高度集成的、更紧凑的模块化结构设计。 • 更适应恶劣环境应用的品质。
RTU的分类
1．集中式微机远动装置
• 集中式微机远动装置的典型体系结构如图 4.2所示。集中式RTU采用的并行总线一般有 三种：
• （1）796总线（Multibus）。 • （2）STD总线。 • （3）PCI总线。
1 SCADA系统系统
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。
2 SCADA系统结构
2 SCADA系统结构
WEB客户
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
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。
（1）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。
➢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。
2 SCADA系统结构
➢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。
SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用 领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领 域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
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。
1 SCADA系统系统
SCADA系统实例 光伏电站监控系统
1 SCADA系统系统
定义：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。
工作站
数据服务器
WEB服务器
Internet
以太网
SCADA
以太网
服务器
（或工业以太网）
SCADA 服务器
串口 服务器
Modem
从其结构可以看出，SCADA
卫星
GPRS
系统具有控制分散、管理集中
的“集散控制系统”的特征。 现场控制 站点
现场总线
现场总线 I/O设备
HUB/MAU
NIC
%UTILIZATION
（2）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 • 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
RTU，英文全称Remote Terminal Units，中文全称为远程测控终 端,是SCADA系统的基本组成单元。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， 负责对现场信号、工业设备的监测和控制。RTU将测得的状态 或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式，它还将从中央 计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。