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SCADA - Control and Data SCADA是一種過程控制系統體系結構，它使用計算機，網絡數據通信和圖形化人機界面(HMI)來實現高級過程監督管理和控制。
SCADA系統與其他設備通信，例如可編程邏輯控制器(PLC)和PID控制器，從而與工業過程涉及到的工廠和設備進行交互。
SCADA系統占據控制系統工程的很大一部分。SCADA系統從實時分析的過程中收集信息和數據并記錄數據，同時在各種HMI上顯示收集到的數據。也就是說過程控制操作員可以通過遠程的方式來監視現場發生的事情，并且操作員可以通過與HMI交互來控制這些過程。
比如SCADA系統在石油和天然氣領域的應用。石油或者化學藥品使用大型管道進行傳輸，這個過程中安全起著至關重要的作用，因此沿管道不應有任何泄漏，萬一發生泄漏，則使用SCADA系統識別泄漏。它推斷信息，將其傳輸到系統，在計算機屏幕上顯示信息，并向操作員發出警報。
SCADA系統對于許多行業都是必不可少的，并廣泛用于過程的控制和監視。SCADA系統被廣泛使用，因為它具有以智能且無縫的方式控制/監視/傳輸數據的能力。數字化時代是一個以數據驅動的世界，數字化道路中我們需要尋找通過適當使用數據來提高自動化程度和做出更明智的方法，而SCADA系統就是實現這一目標的方法。
很多人在說到SCADA系統的時候都認為SCADA就是一個軟件，其實通用SCADA系統包含硬件和軟件組成。SCADA軟件部分安裝在用于計算的計算機端，而硬件組件用來接收輸入數據，并將其傳給系統以進行進一步分析。SCADA系統用于各種行業和制造部門，例如能源，食品和飲料，石油和天然氣，電力，水和廢物管理部門等等。
SCADA歷史
在SCADA系統誕生之前，許多制造車間，工廠和遠程站點都需要人員通過按鈕和模擬撥盤開關手動控制和監視設備。
隨著工業和制造單位規模的擴大，他們開始使用繼電器和計時器，它們在一定程度上提供了監督控制，而不必派人到遠程位置與每個設備進行交互。但繼電器和計時器僅能以最少的自動化功能解決問題，并且很難重新配置系統和查找故障。因此，所有行業都需要一個更高效，完全自動化的監視和控制系統。
1950年代初期，出于工業控制目的開發了計算機，那時，監控開始在主要公用事業，石油和天然氣管道以及其他工業市場中開始流行。
在1960年代，建立了用于監視的遙測技術，該技術允許自動通信將測量值和其他數據從遠程站點傳輸到監視設備。
大約在1970年左右，SCADA一詞是隨著微處理器和PLC概念的發展而產生的。
在2000年代初期，開發了分布式SCADA系統。
現代SCADA系統的應運而生使我們能夠控制和監視世界上任何地方的實時數據，使行業發展達到了更高的高度。即使操作員沒有太多軟件開發知識，他仍然能夠管理現代SCADA系統。而且，大多數現代SCADA設計器應用程序都具有快速應用程序開發(RAD)功能，即使用戶不具備廣泛的軟件開發知識，它們也可以使用戶相對容易地設計應用程序。
將現代IT標準和實踐(例如SQL和基于Web的應用程序)引入SCADA軟件后，極大地提高了SCADA系統的效率，安全性，生產率和可靠性。與過時的SCADA軟件相比，利用SQL數據庫功能的SCADA軟件具有巨大的優勢。將SQL數據庫與SCADA系統一起使用的一大優勢是，它可以更輕松地集成到現有的MES和ERP系統中，從而使數據無縫地流經整個組織。來自SCADA系統的歷史數據也可以記錄在SQL數據庫中，從而可以通過數據趨勢分析更輕松地進行數據分析。
SCADA基礎
SCADA要實現的目標：
監視: SCADA系統連續監視物理參數
測量：測量用于處理的參數
數據采集：從遠程終端，數據記錄器等獲取數據
數據通信：通信和傳輸數據
控制：在線實時監視和控制過程
自動化：自動化傳輸，功能實現自動化
SCADA系統的組成：
主終端單元MTU: MTU是SCADA系統的核心。它包括計算機，服務器，實現MTU與RTU的通信，并收集和保存數據，實現系統與操作員的接口并實現與其他外部系統的通信。
遠程終端單元RTU: RTU通常與傳感器和執行器相連，用于從這些傳感器收集信息，然后將數據發送到MTU。通常在SCADA解決方案中我們利用PLC作為RTU，有助于直接傳輸和控制數據。
通信網絡: 現場RTU與中央MTU之間的連接。在實施SCADA系統的時候網絡拓撲定義也很重要
SCADA系統的功能
SCADA系統是硬件和軟件組件的集合，這些組件相互作用從而使制造單位能夠執行特定的功能。
實時監視和收集數據
通過人機界面(HMI)實現現場設備和控制站的交互
記錄系統事件
以虛擬方式控制制造過程
信息存儲和報告
如何選擇SCADA系統
SCADA軟件在整個過程分析和控制中起著重要作用，全球有幾家大型企業專門研究SCADA系統。我們在選擇和實施SCADA系統之前，需要考慮許多因素。比如
軟件的使用期限/壽命：在購買SCADA時會投入大量資金，因此最好檢查軟件是否可以持續使用5到10年
信息索取：獲取有關供應商和賣方的詳細信息，供應商特定的專業領域，地理位置，和產業動態的訊息在產品選擇中起到主要作用。如果你從特定供應商處購買軟件，則需要考慮這個供應商是否具有能夠提供技術支持的能力。
：該軟件需要能夠保存帶有時間戳的數據以備將來查閱。軟件需要能夠熟練處理現場數據并進行記錄。
SCADA技術：技術不斷在發展的，我們在選擇某個軟件或系統解決方案時并不總是需要使用市場上的最新技術。相反，應該選擇一種可以長時間保持穩定和安全的技術。
警報監控和管理：SCADA系統需要具備的警報功能。警報系統有兩種類型，即系統定義的警報(由系統本身管理)和用戶定義的警報(由用戶管理)。
市場上一些大型企業提供的SCADA：
Citect SCADA –施耐德 由施耐德電氣開發的緊湊，靈活和可靠的SCADA軟件。他們發布的最新產品是Citect SCADA 2018。Citect SCADA仍然是常用的SCADA技術之一，如果你是SCADA開發人員那很有必要了解一下該平臺。
InTouch – InTouch已成為市場上最大的SCADA供應商之一，它來自現在由施耐德電氣所有的。在市場上上流行起來的速度非常快。系統平臺是SCADA系統，具有許多模塊化的非常通用的“即插即用”部件，這種模塊化的方案，使我們可以輕松地根據需要對其進行自定義。InTouch的好處是它們使用開放的通信標準，并且可以在大多數PLC系統上運行。
SCADA – 霍尼韋爾 霍尼韋爾()通常用于PLC系統，也是SCADA市場的重要參與者，為SCADA和HMI軟件系統的編程提供了軟件平臺。用戶既可以將其軟件用于獨立的SCADA方案，也可以將其與的PLC平臺一起使用。
IFIX – 通用電氣 GE是全球最大的制造企業之一，也是SCADA市場的重要參與者。IFIX是他們的軟件解決方案之一，它是一個非常靈活的SCADA系統。使用iFIX的優點是可以使用HTML5快速開發屏幕。另一個原因是它有許多驅動程序供你設置網絡和分布式系統并實現與大多數現代PLC連接和交換信息。GE也有自己的品牌PLC-但是GE SCADA系統不要求使用這些GE PLC來運行。
– 這一個SCADA解決方案利用最新的IoT架構來發揮其全部潛力。如果你想要一個使用所有工業4.0規范和技術的最新系統，那么是一個非常不錯的選擇。與某些資深SCADA系統相比，相對較新，不過由于的IoT集成以及它可以和大多數PLC系統一起使用的優點，已被許多企業選擇為其SCADA解決方案。
SIMATIC WinCC V7 – 西門子 西門子SCADA系統已經存在很多年了，被稱為“ WinCC”。西門子是PLC和SCADA行業的最大參與者之一，西門子多年來一直在發展其PLC和SCADA平臺融入現代技術，因為西家在SCADA行業中豐富經驗，許多企業信任并使用他們的SCADA系統。
組態王 - 亞控科技 國內市場占有量非常大，可以說是民族工業軟件品牌。組態王對設備驅動的支持非常廣泛，穩定性和性價比都不錯。因為在國內行業應用的廣泛性，多年來一直不斷提升產品價值。
SCADA系統的應用
SCADA在自動化復雜系統中充分利用了靈活性，可靠性和可伸縮性等功能。在現實世界中有無數的應用，SCADA已經可以有效地提供從能源生產到農業系統的廣泛領域的監視和控制替代方案。SCADA廣泛用于化學，天然氣，水，通信和電力系統等不同領域。
發電，輸電和配電 使用SCADA系統檢測電流和線路電壓，監視斷路器的運行，并監控電網聯機或脫機狀態。
制造單位 SCADA系統用于調節工業自動化和機器人，并監控過程和質量控制
運輸和鐵路 使用SCADA來調節地鐵，電車和無軌電車的電力。自動化鐵路交通信號。監視和識別火車和公共汽車，并控制鐵路道口
水，廢水和污水處理 水務部門使用SCADA監視和控制水流量，水箱，管道壓力等其它數據
建筑物，設施和環境 設施經理使用SCADA來調節HVAC，制冷，照明和輸入系統
火力發電廠 火力發電廠的大多數運行檢查都是自動的，但是有時可能需要手動操作。因此需要配備了監視和警報系統，當某些工作參數計數器大大偏離其正常范圍時，會向工廠操作員發出警報。在火力發電廠中對可靠性和有效性要求非常高，為了提高可靠性，需要自動化來提高一般電廠的效率。自動化是通過使用PLC和SCADA建立的，從而減少了工人的錯誤，SCADA系統用于監督整個過程
林業，制漿造紙業 林業，紙漿和造紙行業也依賴SCADA系統。從自動化和過程控制，能源管理，驅動控制，電源保護，機柜系統和安全性來看，SCADA在行業中有很多用途。SCADA系統在整個紙張供應鏈中使用-包括削片，蒸發，精制，清潔，干燥和壓榨等各種流程。通過使用已建立的SCADA系統，這種從頭到尾的從樹到紙的復雜處理是自動化的。
PLC和SCADA的關系
剛接觸控制工程時可能會混淆PLC和SCADA，雖然他們是相關的，但他們彼此之間明顯不同。
PLC - Logic PLC 可編程邏輯控制器 從本質上講，這是一臺堅固耐用的微型計算機，放置于現場中且處于一個面板內，擁有從現場設備導入PLC的大量輸入和輸出。PLC將監視這些輸入的狀態(比如電動機的速度)，并根據內部程序邏輯進行判斷，并輸出各種信號來控制這些現場設備(比如停止電動機)。
SCADA系統( Control and Data ) 我們從ISA95來看SCADA處于PLC的上一層，PLC屬于SCADA網絡的一部分，并在現場和SCADA之間形成接口。SCADA通常通過與PLC的通信來獲取數據，記錄并存儲。PLC不停地執行其程序，讀取輸入并寫入輸出，PLC本身的數據存儲容量是有限的，而SCADA系統則用于保留這些輸入和輸出的歷史狀態，以便用于數據分析或審計。
圖片
盡管我們可以對SCADA系統進行編程從而實現對現場的控制，但通常我們會將易于編程的邏輯內容放到PLC中(編程到PLC中)，這樣PLC能夠自動運行并處理遇到的任何情況。當然在現實情況中的情況可能是非常復雜的，我們需要操作員的輸入才能使系統正常運行，這時操作員可以通過SCADA屏幕(即HMI)來實現控制。總的來說，SCADA系統主要用于監視和數據采集，但是它也具備在不規則或復雜情況下使用的控制功能。SCADA允許操作員(和控制系統工程師)從遠處看到工廠的概況，從而使他們能夠響應任何異常狀態。
應該注意的是，SCADA系統在技術上包括PLC，且SCADA與PLC通信。PLC位于現場，將根據其編程方式讀取現場的所有輸入(例如，傳送帶已停止)并寫入輸出(例如，啟動傳送帶)。PLC構成SCADA網絡的一部分，它接收和執行來自SCADA的某些命令(例如，用于停止泵的操作員命令)。
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