SCADA系统原理

SCADA系统，即数据采集与监视控制系统。

一、系统组成

SCADA系统一般由下位机、上位机和通信网络组成。

1、下位机

一般由RTU、PLC、底层设备、仪表仪器组成，侧重数据采集和设备控制。

下位机采集仪器现场的数据，并对仪器做出控制，将仪器状态信号转换为数字信号，通过各种通信方式传递给上位机系统，并接受上位机的监控指令。

2、上位机

包括人机界面（HMI），计算机，应用软件，数据库，侧重监控功能，主要功能是远程监控，报警处理，数据存储，以及与其他系统集成。

上位机有着友好的人机界面，通过网络从各个下位机采集数据，实现远程监视、控制功能。上位机也是一台计算机，作用是监控现场设备的运行状态，当设备出现问题，上位机能显示各设备的状态。HMI本质是一个用户控制站，通常以触摸屏或者带按钮的屏幕出现，HMI可以是SCADA系统的一部分，但SCADA不是HMI的一部分。

3、通信网络

实现上位机、下位机之间的数据通讯与交互。

二、SCADA系统软件

SCADA系统本质上是许多软件和硬件的组合，包括传感器、智能仪表、RTU、PLC、底层设备等，来自这些系统的数据被发送到中央SCADA单元。SCADA系统又叫组态软件，是上位机软件的一种。

国外SCADA软件：IFIX、WinCC、InTouch

国内SCADA软件：三维力控、北京亚控、紫金桥、巨控王、昆仑通态

国内基于Web的SCADA软件：佰思杰

三、SCADA系统的典型架构

1、集中式SCADA系统

所有监控功能依赖于一台主机，采用广域网连接现场RTU和主机，网络协议简单，功能弱且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及与其它设备联网构成很大困难。

2、分布式SCADA系统

使用多台计算机和工作站作为上位机，通过局域网相互连接实时共享数据，每个站点只需要处理特定的工作，有的站点作为操作站，有的站点作为计算处理器，有的站点作为数据服务器，相当于将SCADA系统功能分散到多个站点，与单个处理器相比，数据处理能力更强。

3、网络式SCADA系统

网络式SCADA系统阶段以各种网络技术为基础，具备统一开放的系统结构，可集成广泛的第三方软件，实现网络化分布式的混合控制，相对于集中式和分布式SCADA系统，在结构上更加开放，兼容性也更好，可以无缝集成到综合自动化信息化系统中。

具有C/S和B/S两种结构。

四、SCADA系统的应用

SCADA系统应用领域很广，它可以应用于电力、给水、石油、化工、油气、轨道交通等传统领域的数据采集与监控以及过程控制，能正确掌握系统运行状态、加快决策、帮助快速诊断出系统故障等优势，现已经成为生产过程中不可缺少的工具。

在智能制造领域，SCADA系统可对工厂、车间、产线、设备的各维度数据进行充分集成、处理分析、对生产现场进行实时可视化展现，对提高生产运行的可靠性、安全性与经济效益，实现生产管理自动化，提高效率方面有着不可替代的作用。