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干巴巴的读书笔记 |《工业控制系统及应用——SCADA系统篇》

 张问骅 2022-07-30 发布于甘肃

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以下是正文

SCADA系统是一类功能强大的计算机远程监督控制和数据采集系统,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,以及运行过程的全面实时监控、管理、安全控制和故障诊断,并上级MES系统提供必要的数据接口和支持。

SCADA属于三级系统架构(ERP/MES/PCS)中的PCS层(过程控制系统——生产过程的自动控制系统)。

SCADA系统的组成

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SCADA包含3部分:

  • 上位机:即过程监控与管理系统;

  • 下位机:即分布式的数据采集系统;

  • 数据通信网络:包括上位机网络、下位机网络,以及将上、下位机系统连接的通信网络;

3部分的有效集成构成了功能强大的SCADA系统,完成对整个过程的有效监控。SCADA系统广泛采用“管理集中、控制分散”的集散控制思想,即使上、下位机通信中断,现场测控仍能正常工作

上位机

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。

实现的功能包括:

  • 数据采集和状态显示

  • 远程监控:对于许多常年无人值守的现场,远程监控是重要保证;

  • 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

北京亚控科技公司的组态王是国产组态软件市场占有率最高的产品。

下位机

各种现场的智能节点,不仅完成数据采集功能,而且还能完成设备或过程的直接控制,有自己独立的系统软件和由用户开发的应用软件。

典型的下位机有:

  • RTU:远程终端单元,可独立完成连锁控制、前馈控制、反馈控制、PID等常用的控制调节功能;

  • PLC:可编程控制器

  • PAC:可编程自动化控制器

  • 智能仪表

通信网络

一个SCADA系统中包含多层次的网络:

  • 以太网和工业以太网(与以太网兼容,但产品在设计时可以满足工业现场的需要);

  • 连接上、下位机的通信形式,包括有线通信、无线通信、微波、卫星等;

  • 现场总线,设备层总线;

检测和执行设备

检测和执行设备从属于下位机系统,检测的参数包括模拟量、数字量、脉冲量,非接触式检测仪表应用越来越多;执行设备分为气动执行器、电动执行器、液动执行器,步进电机、变频器、伺服电机等应用广泛。

SCADA系统应用效果

采用SCADA可以带来一系列的经济和社会效益,包括:

  • 极大提高生产和运行管理的安全性能和可靠程度;

  • 生产配方管理的自动化可以大大提高产品的质量和生产的效率;

  • 极大地减少了生产人员面临恶劣工作环境的可能性;

  • 可大大减少不必要的人工浪费;

  • 通过生产过程的集中控制和管理,极大提高企业作为一个整体效率的竞争力;

  • 系统通过对设备生产趋势的保留和处理可提高预测突发事件的能力,在紧急情况下可以极大减少生命和财产的损失;

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