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智能仪表和近程终端单元 (RTU)/ 可编程逻辑控制器(PLC) 的提高使得许多行业的过程管制都能够利用 SCADA 零碎的劣势轻松治理和操作。SCADA 在多种利用中很受欢迎，如加工工业、石油和天然气、发电、配电和公用事业，水和废物管制、农业 / 灌溉、制作、运输系统等。让咱们从本文中简要理解 SCADA 零碎的工作原理。
SCADA 的定义
SCADA 代表 监督控制和数据采集；它是一种基于工业计算机的控制系统，用于收集和剖析实时数据，以跟踪监督和管制不同类型行业的工业设施。SCADA 基础知识在探讨 SCADA 的架构和不同类型的 SCADA 零碎之前，首先必须理解一些 SCADA 基础知识。如图中所示，SCADA 零碎由不同的模块组成，包含人机界面(HMI)、监控零碎、近程终端单元、PLC、通信基础设施和 SCADA 编程。
1. 人机界面
它是一种输入输出设施，用于出现由人工操作员管制的过程数据。它通过链接到 SCADA 零碎的软件程序和数据库来提供治理信息，包含特定传感器或机器的定期维护程序，具体原理图，物流信息，趋势和诊断数据。HMI 零碎便于操作人员以图形形式查看信息。
2. 监督零碎
监控零碎用作服务器，用于在 SCADA 零碎的设施 (如 RTU，PLC 和传感器等) 与控制室工作站中应用的 HMI 软件之间进行通信。主站或监控站包含较小 SCADA 零碎中的单个 PC，对于较大的 SCADA 零碎，监控零碎包含分布式软件应用程序，劫难复原站点和多台服务器。这些多服务器以热备用或双冗余模式配置，在服务器产生故障时继续管制和监督，以进步零碎的完整性。
3. 近程终端单元
SCADA 零碎中的物理对象与称为近程终端单元 (RTU) 的微处理器管制的电子设备连贯。这些单元用于将遥测数据传输到监控零碎，并从主零碎接管音讯以管制连贯的对象。因而，这些也称为近程遥测单元。
4. 可编程逻辑控制器
在 SCADA 零碎中，PLC 连贯到传感器以收集传感器输入信号，以便将传感器信号转换为数字数据。应用 PLC 代替 RTU，因为与 RTU 相比，PLC 具备灵活性、配置、多功能性和经济性等劣势。
5. 通信基础设施
通常，SCADA 零碎应用无线电和间接有线连贯的组合，但在发电站和铁路等大型零碎的状况下，常常应用 SONET/SDH。在 SCADA 零碎中应用的十分紧凑的 SCADA 协定中，一些标准化的通信协议被 SCADA 供应商认可 – 仅在监控站轮询 RTU 时发送信息。
6. SCADA 编程
主站或 HMI 中的 SCADA 编程用于创立地图和图表，这些地图和图表将在事件故障或过程故障时提供重要的情境信息。标准接口用于对大多数商用 SCADA 零碎进行编程。SCADA 编程能够应用派生的编程语言或 C 语言来实现。
SCADA 的架构
通常，SCADA 零碎包含以下组件：本地处理器、操作设施、PLC、仪器、近程终端单元、智能电子设备、主终端单元或主机以及具备人机界面的 PC。
上图形容了一个集成的 SCADA 架构，它反对 TCP / IP，UDP 和其余基于 IP 的通信协议以及工业协定。
SCADA 的类型
SCADA 零碎能够被认为是四代不同的 SCADA 架构：
- 第一代：单片或晚期 SCADA 零碎；
- 第二代：分布式 SCADA 零碎；
- 第三代：联网的 SCADA 零碎；
- 第四代：物联网 SCADA 零碎
- 单片或晚期 SCADA 零碎小型计算机较早用于计算 SCADA 零碎。在晚期，在第一代时代，开发了单片 SCADA 零碎，其中公共网络服务不可用。因而，这些是独立的零碎，与其余零碎没有任何连贯。
所有近程终端单元站点都将连贯到备用大型机零碎，以实现第一代 SCADA 零碎冗余，该冗余用于主主机零碎产生故障的状况。第一代单片 SCADA 零碎的性能仅限于监控零碎中的传感器，并在超过编程报警程度的状况下标记任何操作。
- 分布式 SCADA 零碎在第二代中，管制性能的共享散布在通过局域网 (LAN) 相互连接的多个零碎中。因而，这些被称为分布式 SCADA 零碎。这些独自的工作站用于共享实时信息和命令解决，以执行管制工作，以跳闸可能问题的警报级别。
与第一代零碎相比，该站的老本和尺寸有所升高，因为第二代的每个零碎都负责以减小的尺寸和老本执行特定工作。但即便在第二代零碎中，网络协议也没有标准化。SCADA 装置的安全性是由开发人员以外的极少数人决定的，因为协定是专有的。但通常疏忽了 SCADA 装置的安全性。
- 联网的 SCADA 零碎以后的 SCADA 零碎通常是联网的，并通过数据线或电话应用广域网 (WAN) 零碎进行通信。这些零碎应用以太网或光纤连贯在节点之间频繁传输数据。这些第三代 SCADA 零碎应用可编程逻辑控制器 (PLC) 来监控和调整惯例标记操作员，仅在重大决策要求的状况下。
第一代和第二代 SCADA 零碎仅限于称为密封零碎的单站点网络或单个建筑物。在这些零碎中，与连贯到互联网的第三代 SCADA 零碎相比，咱们没有任何危险，导致平安危险。在网络架构中，在单个监控器下将有多个并行工作的分布式 SCADA 零碎。
- 物联网 SCADA 零碎在第四代中，通过采纳物联网技术和商用云计算，升高了 SCADA 零碎的基础设施老本。与晚期的 SCADA 零碎相比，第四代零碎的保护和集成也非常容易。
这些 SCADA 零碎可能应用云计算设施的程度刻度实时报告状态; 因而，能够实现更简单的控制算法，这些算法实际上足以在传统 PLC 上实现。分散式 SCADA 施行 (例如专有网络协议的异源混合) 的平安危险能够应用凋谢网络协议 (例如物联网中固有的 TLS) 来克服，这将提供可了解和可治理的平安边界。
SCADA 的利用
SCADA 零碎用于监控各种行业的流量、电流、电压、压力、温度、水位等各种数据。如果零碎从任何监控数据中检测到任何异常情况，则会触发核心或近程站点的警报，以通过 HMI 向操作员收回警报。
SCADA 零碎有许多利用，但一些最罕用的 SCADA 利用包含：
· 制造业
· 废水处理
· 电力系统
制造业示例
在制造业中，应用 SCADA 应用程序能够解决惯例流程，例如运行生产零碎以满足生产率指标，查看生产的单位数量并计算已实现的操作阶段以及制作过程各个阶段的温度等。
废水处理示例
废水处理厂有不同的类型，例如地表水解决和井水解决零碎，其中许多控制系统和自动化过程都波及水解决和调配零碎。SCADA 零碎用于依据工作工夫或通过过滤器的水流量来管制所用设施的主动操作，例如反冲洗过滤器。
电力系统示例
电力系统能够定义为发电、输电和配电的组成部分。所有这些部门都须要定期监测，以进步零碎效率。因而，SCADA 在电力系统中的利用通过对发电、输电和配电零碎进行监督和管制，进步了零碎的整体效率。电力系统网络中的 SCADA 进步了系统对综合电网运行的可靠性和稳定性。
SCADA 开发软件
Sovit2D 是一款功能强大的基于 Web 的可视化 2D 组态编辑器，采纳规范 HTML5 技术，基于 B / S 架构进行开发，反对 WEB 端出现，反对在浏览器端实现便捷的人机交互，简略的拖拽即可实现可视化页面的设计。可疾速构建和部署可扩大的 SCADA、HMI、仪表板或 IIoT 零碎。应用 Sovit2D 组态编辑器，能够创立现代化、可视化、形象化的流程，来反映机器设备和实时数据的状态，为自动化工业工厂的管制仪表进行个性化设计。
论断
SCADA 软件是当今规范制作实际中不可或缺的工具。抉择适合的 SCADA 将确保管理者对生产车间、设施和公用事业供给进行最佳管制，更不用说爱护正在生产的低廉工厂设施和产品了。
