SCADA系统概述
mass_lynnxy2008/08/28电子技术 IP:四川
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。这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。


第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统,在第二代中,广泛采用VAX等其它计算机以及其它通用工作站,操作系统一般是通用的UNIX操作系统。在这一阶段,SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析,自动发电控制(AGC)以及网络分析结合到一起构成了EMS系统(能量管理系统)。第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统,并且系统不具有开放性,因而系统维护,升级以及与其它联网构成很大困难。


90年代按照开放的原则,基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国SCADA/EMS系统发展最快的阶段,各种最新的计算机技术都汇集进SCADA/EMS系统中。这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期,国家计划未来三年内投资2700亿元改造城乡电网可见国家对电力系统自动化以及电网建设的重视程度。


第四代SCADA/EMS系统的基础条件已经或即将具备,预计将与21世纪初诞生。该系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等技术,继续扩大SCADA/EMS系统与其它系统的集成,综合安全经济运行以及商业化运营的需要。


SCADA系统在电气化铁道远动系统的应用技术上已经取得突破性进展,应用上也有迅猛的发展。由于电气化铁道与电力系统有着不同的特点,在SCADA系统的发展上与电力系统的道路并不完全一样。在电气化铁道远动系统上已经成熟的产品有由我所自行研制开发的HY200微机远动系统以及由西南交通大学开发的DWY微机远动系统等。这些系统性能可靠、功能强大,在保证电气化铁道供电安全,提高供电质量上起到了重要的作用,对SCADA系统在铁道电气化上的应用功不可没。


SCADA系统发展瞻望


SCADA系统在不断完善,不断发展,其技术进步一刻也没有停止过。当今,随着电力系统以及铁道电气化系统对SCADA系统需求的提高以及计算机技术的发展,为SCADA系统提出新的要求,概括地说,有以下几点:


SCADA/EMS系统与其它系统的广泛集成


SCADA系统是电力系统自动化的实时数据源,为EMS系统提供大量的实时数据。同时在模拟培训系统,MIS系统等系统中都需要用到电网实时数据,而没有这个电网实时数据信息,所有其它系统都成为“无源之水”。所以在这今十年来,SCADA系统如何与其它非实时系统的连接成为SCADA研究的重要课题;现在在SCADA系统已经成功地实现与DTS(调度员模拟培训系统)、 企业MIS系统的连接。SCADA系统与电能量计量系统,地理信息系统、水调度自动化系统、调度生产自动化系统以及办公自动化系统的集成成为SCADA系统的一个发展方向。


变电所综合自动化


以RTU、微机保护装置为核心,将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统,取代传统的控制保护屏,能够降低变电所的占地面积和设备投资,提高二次系统的可靠性。变电所的综合自动化已经成为有关方面的研究课题,我国东方电子等公司已经推出相应的产品,但在铁道电气化上还处于研究阶段。


专家系统、模糊决策、神经网络等新技术研究与应用


利用这些新技术模拟电网的各种运行状态,并开发出调度辅助软件和管理决策软件,由专家系统根据不同的实际情况推理出最优化的运行方式或出来故障的方法,以达到合理、经济地进行电网电力调度,提高运输效率的目的。


面向对象技术、Internet技术、及JAVA技术的应用


面向对象技术(OOT)是网络数据库设计、市场模型设计和电力系统分析软件设计的合适工具,将面向对象技术(OOT)运用于SCADA/EMS系统是发展趋势。


随着Internet技术的发展,浏览器界面已经成为计算机桌面的基本平台,将浏览器技术运用于SCADA/EMS系统,将浏览器界面作为电网调度自动化系统的人机界面,对扩大实时系统的应用范围,减少维护工作量非常有利;在新一代的SCADA/EMS系统中,传统的MMI界面将保留,主要供调度员使用,新增设的Web服务器供非实时用户浏览,以后将逐渐统一为一种人机界面。


JAVA语言综合了面向对象技术和Internet技术,将编译和解释有机结合,严格实现了面向对象的四大特性:封装性、多态性、继承性、动态联编,并在多线程支持和安全性上优于C++,以及其它诸多特性,JAVA技术将导致EMS/SCADA系统的一场革命。
来自:电子信息 / 电子技术
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~~空空如也
ironfly
1年9个月前 IP:台湾
905257

有人玩SCADA跟Arduino结合的玩法吗?

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大仙
9个月5天前 IP:江苏
922846
引用ironfly发表于1楼的内容
有人玩SCADA跟Arduino结合的玩法吗?

没必要,省钱办法很多,比如有ESP32做的PLC,国产单片机做的modbus 模块,成本不到100.

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amo
9个月4天前 IP:广东
922905
引用大仙发表于2楼的内容
没必要,省钱办法很多,比如有ESP32做的PLC,国产单片机做的modbus 模块,成本不到100.

楼上两位方向偏了。

这种场合,一个简单的带指示灯电源开关,都能买很多个ESP32、Arduino了,搞什么低成本平替就是歪门邪道😅

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m24h
9个月4天前 IP:上海
922909

开头这段 真。。。那个味道 给领导看到

不过确实这种场所不是省钱的地方 更看重可持续性和易维护性

简单说 很多地方可以简单用便宜单片机实现 但是不行 谁去维护单片机的程序 单片机停产了怎么办 

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大仙
9个月4天前 IP:江苏
922912
引用m24h发表于4楼的内容
开头这段 真。。。那个味道 给领导看到不过确实这种场所不是省钱的地方 更看重可持续性和易维护性简单说...

好多技改,成本100,实际花了300,招标1000-3000。主系统肯定不敢随便省钱。

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warmonkey
9个月1天前 修改于 9个月1天前 IP:广东
923058
引用大仙发表于2楼的内容
没必要,省钱办法很多,比如有ESP32做的PLC,国产单片机做的modbus 模块,成本不到100.

以后一定是Arduino替换掉所有的PLC,Web等高级语言编程技术替代掉所有的厂商定制HMI设备。现在的计算机人才培养是高级编程语言为基础的。C++代码精简、逻辑清晰,抽象能力强,其软件质量远胜于梯形图PLC。随着更多厂商推出兼容Arduino API的PLC产品,硬件可靠性、可维护性、供货稳定性问题都会解决。

最近接触到的挪威、日本和马来西亚的工厂,在量产产品的自动化线,采用Arduino PLC + Qt HMI替换了Omron和ABB的产品。

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大仙
9个月1天前 IP:江苏
923062
引用warmonkey发表于6楼的内容
以后一定是Arduino替换掉所有的PLC,Web等高级语言编程技术替代掉所有的厂商定制HMI设备。...

现在用的一个PLC,里面支持lua脚本开发,还挺方便的,我感觉挺不错的。

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qiuzheru1
9个月1天前 修改于 9个月1天前 IP:瑞士
923064
引用warmonkey发表于6楼的内容
以后一定是Arduino替换掉所有的PLC,Web等高级语言编程技术替代掉所有的厂商定制HMI设备。...

我这边接触的一些比较复杂的欧洲设备,采用Beckhoff TwinCAT的比较多。其使用的是一个私有的高级编程语言,开发环境是高度定制的Visual Studio。

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大仙
9个月1天前 IP:江苏
923070
引用qiuzheru1发表于8楼的内容
我这边接触的一些比较复杂的欧洲设备,采用Beckhoff TwinCAT的比较多。其使用的是一个私有...

倍福的太高级了,国产的一般的还是魔改三菱的比较多,现在做的也还行吧,一般用途够了。

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amo
9个月1天前 IP:广东
923071
引用qiuzheru1发表于8楼的内容
我这边接触的一些比较复杂的欧洲设备,采用Beckhoff TwinCAT的比较多。其使用的是一个私有...

看话语权和行业开放程度。

项目关系,曾经接触过一些音响、弱电控制行业设备,各种奇葩的类似basic级别的私有“开发环境”……如果真的能让工程师选,C应该是主流:考虑因素除了通用、控制自由度,还有能否积累技术和经验、有助于跳槽


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