Fjernindsamling og overvågning af data som hovedfunktionen i SCADA-systemet og DCS, PLC, er det samme som den industrielle procesautomatisering og informationsbehandling af det uundværlige basissystem.
SCADA system
SCADA er SupervisoryControI og Data AcquiSition System (Data Acquisition and Supervisory Control System) akronym. SCADA-systemet er distributionen af langdistance, decentraliserede produktionsenheder i produktionssystemet til et dataindsamlings-, overvågnings- og kontrolsystem.
Det har en bred vifte af applikationer, kan bruges i elektrisk kraft, metallurgi, petroleum, kemiske og andre områder af dataindsamling og overvågning af kontrol og proceskontrol og mange andre områder, som er mere udbredt i elsystemet, udviklingen af teknologi er også den mest modne. Den indtager en vigtig position i fjernstyringssystemet og kan overvåge og styre det-operative udstyr på stedet for at realisere funktionerne dataindsamling, udstyrskontrol, måling, parameterjustering og forskellige typer signalalarmer, dvs. det, vi kender som "fire-fjernbetjeningen".
RTU (Remote Terminal Unit) og FTU (Feeder Terminal Unit) er dens vigtige komponenter. I dagens transformerstation spiller automationskonstruktion en meget vigtig rolle. Det er et produktionsautomatiseringskontrolsystem struktureret på en pc. Selvfølgelig er de nødvendige funktioner forskellige for forskellige anvendelsesområder, men de har alle følgende grundlæggende funktioner: grafisk betjeningsgrænseflade; dynamisk simulering af systemstatus; øjeblikkelig og historisk datatrendkurvevisning; alarmbehandling system; dataindsamling og registrering; rapport output.
SCADA-systemudviklingshistorie
SCADA-system siden starten på datoen for udviklingen af computerteknologi er tæt forbundet med udviklingen af SCADA-systemer til dato har oplevet fire generationer.
Den første generation er baseret på en dedikeret computer og et dedikeret operativsystem SCADA-system, såsom Power Automation Research Institute for North China Power Grid SD176-systemet udviklet af Hitachi i Japan til Kinas jernbaneelektrificeringssystem designet af det eksterne H-80M-system. Dette trin er fra computeren, der blev brugt til SCADA-systemet, da det startede til 70'erne.
Anden generation er SCADA-systemet baseret på almindelige-computere i 80'erne. I anden generation er andre computere såsom VAX og andre almindelige-arbejdsstationer meget brugt, og operativsystemet er generelt det generelle-UNIX-operativsystem. På dette stadium blev SCADA-systemer kombineret med økonomisk driftsanalyse, automatisk generationskontrol (AGC) og netværksanalyse i netafsendelsesautomatisering for at danne EMS-systemer (energistyringssystemer).
Fællestræk ved første og anden generation af SCADA-systemer var, at de var baseret på centraliserede computersystemer og ikke var åbne, hvilket gjorde vedligeholdelse, opgradering og netværk med andre systemer meget vanskelig.
I 90'erne i overensstemmelse med princippet om åbenhed, baseret på distribuerede computernetværk og relationel database teknologi for at opnå en bred vifte af netværk EMS/SCADA system kaldet tredje generation. Denne fase er Kinas SCADA/EMS-system er den hurtigst voksende fase, en række af den nyeste computerteknologi er samlet i SCADA/EMS-systemet. Denne fase er også Kinas elsystem automatisering og net konstruktion af den største investering periode, landet investeret 270 milliarder yuan til at omdanne by-og landdistrikterne elnet kan ses i landets el-system automatisering og net konstruktion af betydningen af graden.
Hovedtræk ved den fjerde generation af SCADA/EMS-systemer er brugen af internetteknologi, objekt-orienteret teknologi, neural netværksteknologi og JAVA-teknologi og andre teknologier, fortsætte med at udvide integrationen af SCADA/EMS-systemer og andre systemer, omfattende sikkerhed og økonomisk drift og behovet for kommerciel drift.
SCADA-systemet vil omfatte følgende undersystemer:
1. Human Machine Interface (eller HMI for kort)
En enhed, der kan vise programmets status, operatøren kan overvåge og styre programmet i henhold til denne enhed, HMI vil blive knyttet til SCADA-systemets database og software, læse den relevante information for at vise trends, diagnostiske data og relaterede administrationsoplysninger, såsom regelmæssige vedligeholdelsesprocedurer, logistikoplysninger, specifikke sensorer eller maskindetalje-ledningsdiagrammer, eller kan hjælpe med fejlfinding af ekspertsystemet.
HMI-systemer viser ofte systemoplysninger grafisk og simulerer det faktiske system med billeder. Operatøren kan se et diagram over det system, der skal styres. For eksempel kan en forbindelse til rørledningspumpeikonet vise pumpen kører, og strømmen af væske i rørledningen, operatøren kan få pumpen til at stoppe, HMI-softwaren vil vise væskestrømmen i rørledningen over tid. Simulering vil omfatte ledningsdiagrammer og skemaer til at repræsentere elementerne i processen, men kan også bruge billeder af procesudstyret, kombineret med animation til at illustrere processituationen.
HMI-softwaren i et SCADA-system inkluderer generelt tegnesoftware, der gør det muligt for systemvedligeholderen at ændre præsentationen af systemet i HMI'et. Præsentationen kan være så enkel, da kun lysene på skærmen, hvor lysene indikerer situationens faktiske tilstand, kan også være lige så kompleks som at bruge flere projektorer til at vise alle elevatorerne på skyskraberens placering eller alle togene på jernbanestedet.
Ved implementering af et SCADA-system er advarselshåndtering en vigtig del af systemet. Systemet overvåger, om specificerede advarselsbetingelser holder for at afgøre, om en advarselshændelse er indtruffet. Når der er en advarselshændelse, vil systemet foretage tilsvarende handlinger, såsom at aktivere en eller flere advarselsinstruktioner eller sende en e-mail eller SMS til systemadministratoren eller SCADA-operatøren for at informere om, at der er en advarselshændelse. SCADA-operatører skal bekræfte advarselshændelsen, nogle advarselshændelser i bekræftelsen af advarselsinstruktionerne vil blive slået fra, og nogle advarselsindikatorer vil først blive slukket, efter at advarselsbetingelserne er ryddet.
2. (computeriseret) overvågningssystem
Data kan indsamles og kommandoer kan indsendes for at overvåge programmets fremskridt.
3. Remote Terminal Unit (RTU)
RTU'en kan tilsluttes mange sensorer, der anvendes i programmet, og de digitale data overføres til overvågningssystemet efter dataindsamling.
Fjernterminalkontrolsystemer (RTU'er) kan forbindes med andet udstyr, og RTU'er kan konvertere elektriske signaler fra udstyr til digitale værdier, såsom åben/luk-status for en kontakt eller ventil, eller trykket, flowet, spændingen eller strømmen målt af et instrument. Kan også konverteres og transmitteres af signalet til at styre enheden, såsom en specifik kontakt eller ventil åbne/lukke, eller indstille hastigheden på en pumpe.
4. programmerbar logisk controller (programmerbar logisk controller, PLC for kort)
På grund af dets billige, alsidige, men også almindeligt anvendte som feltenheder, i stedet for specielle funktioner i fjernterminalkontrolsystemet.
SCADA er planlægningsstyringslaget, PLC er feltudstyrslaget. PLC-system, det vil sige programmerbar controller, velegnet til industriel feltmåling og kontrol, feltmåling og kontrolfunktioner, stabil ydeevne, høj pålidelighed, moden teknologi, meget brugt og rimeligt prissat. SCADA fokuserer på overvågning og kontrol og kan realiseres i en del af den logiske funktion, som grundlæggende bruges til den øvre; PLC udelukkende for at opnå den logiske funktion og PLC realiserer simpelthen den logiske funktion og kontrol, leverer ikke menneskelig-maskinegrænseflade, realiserer operationen ved hjælp af knapindikator, HMI og SCADA-system;
5. Kommunikationsnetværk
Er at give overvågningssystem og RTU (eller PLC) mellem rørledningen til at overføre data.
Traditionelt SCADA-system vil bruge broadcast, seriel eller modem til at opnå kommunikationsfunktionen, nogle store-SCADA-systemer (såsom kraftværker eller jernbaner) vil også ofte bruge arkitekturen i det synkrone optiske netværk (SONET) eller det synkrone digitale system (SDH) på Ethernet- eller netværksprotokollerne. SCADA-system i fjernstyrings- eller overvågningsfunktionen kaldes ofte for telemetri.
Typisk SCADA-systemarkitektur
Udviklingen af SCADA-systemet har gennemgået tre trin: centraliseret SCADA-systemfase, distribueret SCADA-systemfase og netværksforbundet SCADA-system.
Centraliseret SCADA-system er, at alle overvågningsfunktioner er afhængige af en vært (mainframe), der bruger et wide area-netværk til at forbinde felt-RTU'en og værten. Netværksprotokollen er forholdsvis enkel, med dårlig åbenhed og svag funktionalitet.
Netværksbaseret SCADA-system er baseret på forskellige netværksteknologier med mere decentral kontrolstruktur og mere centraliseret informationsstyring. Systemet er generelt baseret på klient / server (C / S) og browser / server struktur (B / S), det meste af systemstrukturen indeholder begge strukturer, men C / S strukturen er hovedsageligt B / S struktur er hovedsageligt at understøtte internetapplikationer for at opfylde behovene for fjernovervågning.
Sammenlignet med anden-generations SCADA-system er tredje-generations SCADA-system mere åben i strukturen, bedre kompatibilitet og kan problemfrit integreres i hele anlæggets omfattende automatiseringssystem. Da skalaen på SCADA-systemet kan være fra flere hundrede point til titusindvis af point, er brugerens efterspørgsel efter SCADA-systemet forskelligartet, så det stiller høje krav til dets systemarkitektur.
SCADA-systemet hører til det typiske distribuerede computerapplikationssystem, i et sådant system er arkitekturen det vigtigste i softwaresystemet, en god arkitektur betyder universel, effektiv og stabil. Den kan effektivt håndtere en bred vifte af individuelle behov. Samtidig forbliver arkitekturen stabil i en vis periode. Når kravene ændres, kan programmøren undvære at ændre systemets arkitektur.
1. Klient/server-arkitektur
C/S-strukturen af klienten og serverkommunikationen mellem "anmodning - svar" måde. Klienten sender en anmodning til serveren, og serveren svarer på anmodningen.
Det vigtigste ved C/S-arkitekturen er, at det ikke er et master-slavemiljø, men et ligeværdigt miljø, dvs. computerne i et C/S-system kan være både klienter og servere ved forskellige lejligheder. I C / S applikationer, er brugeren kun bekymret for den komplette løsning af deres egne applikationer, ikke bekymret over disse applikationer af systemet, hvilken computer eller computere til at fuldføre.
For eksempel, i et SCADA-system, når SCADA-serveren anmoder om data fra PLC'en, er det klienten, og når andre driftsstationer anmoder om tjenester fra SCADA-serveren, er det serveren. Det er klart, at denne struktur kan udnytte fordelene ved hardwaremiljøet i begge ender fuldt ud og med rimelighed allokere opgaver til klient- og serversiden for at realisere, hvilket reducerer systemets kommunikationsomkostninger.
2. Browser/server struktur
Med populariteten og udviklingen af internettet, kan den tidligere vært / terminal og C / S struktur ikke opfylde det nuværende globale netværk åbne, sammenkoblede, information overalt og informationsdeling af de nye krav, så fremkomsten af en B / S struktur.
B/S struktur er kendetegnet ved: brugeren kan gå gennem browseren for at få adgang til internettet tekst, data, billeder, animation, video-on-demand og lydinformation, denne information genereres af mange webservere, og hver webserver kan forbindes til en række forskellige måder og databaseservere, en stor mængde data, der faktisk er lagret på databaseserveren. Den største fordel ved denne struktur er: klienten er forenet ved hjælp af browseren, hvilket ikke kun gør brugeren nem at bruge, men også gør, at klienten ikke har problemer med vedligeholdelse.
3. Sammenligning af de to strukturer
(1) fordele og ulemper ved B/S-modellen
Fordelene ved B/S-strukturen er vist i:
Fordelte egenskaber, du kan forespørge, gennemse og andre forretningsprocesser når som helst og hvor som helst.
Business ekspansion er enkel og bekvem, gennem tilføjelse af websider kan øge funktionen af serveren.
Vedligeholdelse er enkel og bekvem, behøver kun at ændre websiden, kan du realisere synkroniseringen af alle brugere til at opdatere.
Enkel udvikling og stærk deling.
Ulemperne ved B／S struktur er som følger:
De personaliserede funktioner er naturligvis reduceret, og det er umuligt at realisere kravene til personaliserede funktioner.
Operationen er baseret på musen som den mest grundlæggende driftsform, ude af stand til at opfylde kravene til hurtig drift.
Dynamisk sideopdatering, responshastigheden er væsentligt reduceret.
Funktioner er svækket, og det er svært at realisere de særlige funktionskrav i den traditionelle tilstand.
(2) Fordele og ulemper ved C/S-modellen
Fordelene ved C/S-strukturen:
Da klienten indser den direkte forbindelse med serveren, er der ingen mellemled, så responshastigheden er hurtig.
Betjeningsgrænsefladen er smuk, mangfoldig og kan fuldt ud opfylde kundens egne personlige krav.
C / S struktur af ledelsesinformation system har en stærk transaktionsbehandling kapaciteter, kan realisere komplekse forretningsprocesser.
C / S struktur af manglerne ved ydeevnen:
Behovet for et specialiseret klientinstallationsprogram, distributionsfunktionen er svag, for en bred vifte af punkter og har ikke netværksbetingelserne for brugergruppen, kan ikke realisere den hurtige implementering af installationen og konfigurationen.
Dårlig kompatibilitet for forskellige udviklingsværktøjer har større begrænsninger. Hvis du bruger forskellige værktøjer, skal du omskrive programmet.
Højere udviklingsomkostninger, der kræver et vist niveau af professionelt teknisk personale til at fuldføre.
Forskellen mellem SCADA og DCS, PLC
Industrielle kontrolsystemer dækker en række forskellige typer kontrolsystemer, før vi talte om distribuerede kontrolsystemer (DCS), programmerbare logiske styreenheder (PLC), de og dataindsamlings- og overvågningssystem (SCADA) mere almindelige og nemme at forveksle. Så hvad er forskellen mellem SCADA, DCS og PLC?
DCS
Et DCS-system, eller Distributed Control System, er et system, der primært bruges til at styre produktionsprocesser i samme geografiske miljø.
DCS-systemer bruger centraliseret overvågning og kontrol til at koordinere lokale controllere til at udføre hele produktionsprocessen. Ved at modularisere produktionssystemet reducerer DCS virkningen af individuelle fejl på hele systemet. I mange moderne systemer er DCS-systemer sammenkoblet med virksomhedssystemer, så produktionsprocessen kan afspejles i virksomhedens overordnede drift.
DCS-systemer er almindeligt anvendt i industrielle kontrolområder såsom olieraffinaderier, spildevandsrensningsanlæg, kraftværker, kemiske anlæg og farmaceutiske anlæg. Disse systemer bruges typisk til processtyring eller diskrete kontrolsystemer.
SCADA
SCADA-systemer eller dataopsamlings- og overvågningssystemer er kernesystemer til industriel kontrol, primært brugt til at kontrollere decentrale aktiver for at udføre centraliseret dataindsamling, der er lige så vigtig som kontrol.
SCADA-systemer integrerer dataopsamlingssystemer, datatransmissionssystemer og HMI-software for at give centraliseret overvågning og kontrol af procesinput og -output.SCADA-systemer er designet til at indsamle information fra marken, overføre disse oplysninger til et computersystem og vise disse oplysninger i billed- eller tekstform. Som et resultat heraf kan en operatør overvåge og kontrollere hele systemet i realtid fra et centralt sted, styre ethvert af de individuelle systemer i henhold til kompleksiteten og de relevante indstillinger for hvert system og automatisere relevante operationer eller opgaver, som også kan udføres automatisk af operatørkommandoer.
SCADA-systemer bruges primært i distribuerede systemer såsom vandbehandling, olie- og gasrørledninger, krafttransmissions- og distributionssystemer, jernbaner og andre offentlige transportsystemer.
PLC
PLC system, dvs. Programmable Logic Controller PLC er en ny generation af industrielle styreenheder baseret på introduktionen af mikroelektronikteknologi, computerteknologi, automatisk styreteknologi og kommunikationsteknologi i de traditionelle sekventielle styreenheder med det formål at erstatte de sekventielle styrefunktioner såsom relæer, udførelseslogik, tidtagning, tælling, etc. og etablere fleksible programmerede styresystemer. Den Internationale Elektrotekniske Kommission (IEC) offentliggjorde bestemmelserne i PLC'en: programmerbar controller er en digital computeroperation af det elektroniske system, designet til anvendelse i industrielle miljøer. Den bruger en programmerbar hukommelse, som bruges til at gemme instruktioner til udførelse af logiske operationer, sekventiel kontrol, timing, tælling og aritmetiske operationer i den, og til at styre forskellige typer maskiner eller produktionsprocesser gennem digitale og analoge input og output. Programmerbar controller og dens tilhørende udstyr skal være let at danne en helhed med det industrielle kontrolsystem, let at udvide dets funktionalitet af designprincippet.
I netværksarkitekturen for industriel automatisering og kontrolsystem bruges PLC, som en vigtig kontrolkomponent, normalt i SCADA- og DCS-systemer til at realisere specifik drift og processtyring af industrielt udstyr og give lokal processtyring gennem sløjfestyring.
I SCADA-systemer fungerer PLC'en som en RTU (dvs. Remote Terminal Unit). Når de anvendes i DCS-systemer, bruges PLC'er som lokale controllere med et tilsynsstyringsprogram. Samtidig bruges PLC'er ofte som vigtige komponenter til at konfigurere mindre styresystemer.
PLC'er har bruger-programmerbare hukommelser til lagring af instruktioner for at opnå specifikke funktioner såsom I/O-kontrol, logik, timing, tælling, PID-kontrol, kommunikation, aritmetik, data- og filbehandling. Med udviklingen af kommunikationsteknologi, PLC også fra de lukkede private kommunikationsprotokoller til brugen af åbne offentlige protokoller, hvilket i høj grad forbedrer systemets kompatibilitet og letter vedligeholdelsen og opdateringen af systemet.
Konklusion
Fra ovenstående er det let at se: SCADA, DCS er et koncept, og PLC er et produkt, de tre er ikke sammenlignelige:
1, PLC er et produkt, hvorved det kan udgøre SCADA, DCS;
2, DCS er en processtyring udviklet, PLC er et relæ-logisk kontrolsystem udviklet;
3, PLC er en enhed, DCS, SCADA er systemet.
Snævert set bruges DCS hovedsageligt til procesautomatisering, PLC bruges hovedsageligt til fabriksautomatisering (produktionslinje), SCADA er hovedsageligt til brede-områdebehov, såsom oliefelter, strækninger over tusindvis af miles af rørledninger. Hvis de fra computer- og netværkssynspunkt er forenede, er grunden til, at der er en forskel, hovedsagelig i applikationskravene, DCS kræver ofte avancerede kontrolalgoritmer. Som i olieraffineringsindustrien kræver PLC høj behandlingshastighed, fordi den ofte bruges i sammenlåsende og endda fejlsikre systemer, SCADA har også nogle særlige krav, såsom vibrationsovervågning, flowberegning, peak- og dalregulering og så videre.
Derfor kan det også blot overvejes:
SCADA er planlægningsstyringen
DCS er anlæggets ledelseslag
PLC er feltudstyrslaget
SCADA-systemet er en lang historie, men stadig i den hurtige udvikling af de "nyfødte" ting, med et komplekst system, åbne grænsefladestandarder og internetnetværks dybde af integration og andre egenskaber, behovet for at integrere produktion, akademia, forskning og brug af alle aspekter af forskningen SCADA-system for informationssikkerhedsteori og -teknologi, for at tilskynde indenlandske SCADA-systemproducenter til at akkumulere og opbygge SCA-teknologi-systemudvikling, og tilskyndes til at akkumulere SCA-teknologi og teknologisk udvikling. team for at nå verdens avanceret niveau, og gradvist fremme brugen af lokaliseret SCADA-system med uafhængige intellektuelle ejendomsrettigheder til at erstatte udenlandske systemer i nøgleindustrier.