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一文了解SCADA系统的前世今生,看国内外企业如何瓜分市场

工控自动化控制领域,SCADA与DSC、PLC是无法绕过软件系统。不久前,OFweek小编写过一篇《PLC简史》,今天,我们就来看看构成自动化控制系统稳定三角的另一重要系统——SCADA。SCADA是Supervisory ControI And Data AcquiSition System 的缩写,即数据采集与监控系统,是工业过程自动化和信息化不可或缺的基本系统。

在实际生产中,如果生产过程分布很近,那么 我们可以采用就近控制的办法,就地接线,就地监视,就地控制,对于复杂的过程生产采用DCS系统控制的比较多,也有采用PLC的或者专业控制器。而对于生产各个环节分布距离非常远、生产单位分散的,比如距离几公里、几十公里、几百公里甚至几千公里的,如变电站、天然气管线、油田、自来水管网等生产系统,为了实现科学生产,随着技术的发展,人们慢慢发展出远程采集监视控制系统,称为SCADA系统。以实现对工业现场进行本地或远程的自动控制,对生产工艺执行情况进行全面的实时的监控,为生产和管理提供必要的数据支撑,即SCADA著名的“四遥”功能。

SCADA系统可以广泛应用于电力、冶金、石油、化工、天然气、水利、能源管理、市政、烟草、煤矿等行业的生产调度中心、能源管控中心、远程维护中心、企业数据中心的部署与建设。目前在电力系统中的应用更为广泛,发展技术也最为成熟。

SCADA系统四代更迭的历程

SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关,SCADA系统发展到今天已经经历了四代的更迭历程,4代更迭主要是让SCADA系统完成从集中式SCADA系统阶段到分布式SCADA系统阶段,最终发展到网络式SCADA系统阶段。

第一代是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统。这一阶段持续到20世纪70年代。

第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统,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。

第一代与第二代SCADA系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性,因而系统维护,升级以及与其它联网构成很大困难。

第三代是按照开放的原则,基于分布式计算机网络以及关系据库技术的能够实现大范围联网的SCADA系统。这一阶段各种最新的计算机技术汇集进SCADA系统中,是我国SCADA系统发展最快的阶段。

第四代是SCADA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JAVA技术等技术,继续扩大SCADA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。

SCADA系统软件从70年代诞生,从基于专用计算机和专用操作系统到基于通用计算机、分布式计算机网络和数据库技术,能够实现大范围联网,SCADA系统软件已经发展为第三代以上。SCADA系统软件呈现出向开放的体系结构,在20世纪90年代中期, SCADA制造商与解决方案提供商越来越多地选择了开放的通信协议,如IEC60870—5—101/104、IEC61850、DNP3串行和DNP3 LAN/WAN,这使得用户在开发系统时,可以更方便地从各种厂商的产品中加以选择,来实现优化的“混合匹配”。到了20世纪90年代后期,各个I/O制造商继续向着开放性的方向发展,更多偏向于采用像MODBUSRTU/ASCII那样开放的消息结构。2000年以后,随着以太网在工业领域应用被普遍接受,大多数SCADA系统软件市场仍然接受了以太网技术。

随着SCADA系统的更迭演进,工业互联网技术日益渗透到第三代SCADA系统软件,SCADA系统软件已经扩展到对移动的过程、装置和流程的数据进行采集和监控,可实现无时不有、无处不在的SCADA。

SCADA系统的特性

SCADA的功能在行业内被大家简称为“四遥”,即围绕生产数据实时采集、生产设备过程监控、生产设备异常报警、数据分析、报表及仪表盘展示四个方面。SCADA系统对生产过程中采集的数据是以产品为中心,对人、机、料、法、环、检测、研发进行关联分布,是以生产设备运行过程中所产生的数据为核心的。它的特性主要有4个方面:

1、支持5000多种通讯协议,满足市场上99.99%的控制器、仪器仪表的通讯要求。可打通自动化硬件系统与信息化软件系统信息传递。

2、将办公网络IP与工业设备IP进行硬件隔离,避免IP冲突。

3、实时监控直观展示生产动态,对现场设备实现直接或间接控制,满足可视化管理的需求。

4、进行数据统计分析,并通过仪表盘进行展示。


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