SCADA-数据采集与监视控制系统

1、SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统，即数据采集与监视控制系统。SCAD照统的应用领域很广,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 ,SCAD照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勺要求不同，所以不同应用领域的 SCADA（统发展也不完全 相同。目录电力系统应用石油方面应用发展历程发展瞻望泄漏

2、监测系统电力系统应用石油方面应用发展历程发展瞻望泄漏监测系统展开电力系统应用在电力系统中，SCADA（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&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

3、气 化SCAD碌统的发展过程中，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SCADAT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。SCADAt石油管道工程中占有重要的地位，如用在系统管理 石油管道的顺序控制输送、设备监控、数据同步传输记录,监控管道沿线及各站控系统运行状况等。各站场的站控系统作为管道自动控制系统的现场控制单元，除完成对所处站场的监控任务外，同时负责将有关信息传送给调度控制中 心并接受和执行其下达的命令，并将所有的数据记录储存。除此之外的基 本功能，现在的 SCADAT道系统还具备泄露检测、系统模拟、水击提前保 护等新功能。石油方面应用目

4、前，国外已广泛采用SCADAR统来实现对城市燃气管道的自动监控和自动保护，并已发展成为燃气管道自动控制系统的基本模式。SCADAR统的工作原理是：根据数据采集系统获得的系统运行工况参数与设计工况参 数的比较结果，然后通过由调节阀和与之配套的电动、气动、电液联动或 气液联动执行机构以及检测被调参数的仪表等组成的自动调节系统对某些 偏离设计工况的运行参数进行自动纠偏调节。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。SCAD麻统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。SCADAR统发展到今天已经经历了三代

5、。第一代是基于专用计算机和专用操作系统 的SCADAR统，如电力自动化研究院为华心电网开发的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SCADAS统时开始到70年代。第二代是80年代基于通用计算机的 SCADAR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，SCADAR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 EM繇统（能量管理系 统）。第一代与第二代 SCAD麻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

6、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（统称为第三代。这一阶段是我国 SCADA/EM系统发展最快的阶段，各种最新的计算机技术都汇集进 SCADA/EM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/EM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JAV

7、A技术等技术，继续扩大SCADA/EM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。SCADAR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 SCAD麻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散机远动系统等。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。发展瞻望SCADAR统在不断完善，不断发展，具技术进

8、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SCADAR统需求的提高以及计算机技术的发展，为 SCADAR统提出新的要求，概括地说，有以下几点：1 . SCADA/EMS 系统与其它系统的广泛集成SCADAR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，SCADAR统如何与其它非实时系统的连接成为SCADAff究的 重要课题；现在在SCAD源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。SCA

9、DAR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。2 .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 一.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。3 .新技术研究与应用专家系统、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，并开发出调度辅助您化和管理决策软件，由专

10、家系统根据不同的实际情况推理出最优化的运行方式 一 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。4 .面向对象、Internet、及JAVA 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/EM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（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/EM系统中，彳统的 MMI

11、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/SCAD解统的一场革命。5 . 3D scada3D组态软件，全称 3D组态监控软件系统软件。英文简写3DSCADA 3DSupervisory Control and Data Acquisition（三维数据采集与监视控制）,它处于自动化控制系统的最高一级平台，一般包括

12、开发环境和应用环境两 部分。3D组态能够以灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制 系统监控功能的、通用层次的组态软件工具。3D组态软件通过三维立体监控设备达到用户如身临其景的感觉，使得人机界面控制更加逼真，更具人 性化。3D组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石 油、化工、冶金等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。态神3DSCADA也将更多的应用在各个领域！随着工业自动化水平的迅速提高，传统的组态软件已经日益不能满足人们的需求，程序员和操作员期待更先进的自动化软件出现，3D是这个时代产物，3D被应用在组态软件领域也就顺利成章。3D利用DirectX/OpenGL开发，程序员可以通过简单的方法组态3D立体画面，将所有需要监测的部位放置于3D画面上，达到多方位立体监测的功能。泄漏监测系统SCADAt漏监测系统（以一条管线为例）由变送器，服务器，远程 客户 端，通信网络等部分组成，如图 A所示。目前安装在长输管线上的变送器 主要有压力变送器、温度变送器和流量变送器几种。需要指出的是，国内 大部分管线两端都未安装流量变送器。通信网络是系统内部信息传输的物理途径。F9G与上层服务器进行通信及数据传输、远程客户端对服务器数据库的访问以及对服务器的0