机电集成技术（高级）课件 模块一 机电集成系统设计 SCADA系统认知及设计方法.pptxVIP

SCADA系统认知及

设计方法

——课证融通课程

1SCADA系统认知

2SCADA系统设计

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1.SCADA系统认知

SCADA是英文“SupervisoryControlAndDataAcquisition”

的简称，直译成中文就是“监督控制与数据采集”，有些文献也简称位监

控系统。SCADA系统的监控功能是通过人机界面来实现的，即操作人员可

以通过人机界面监视被控系统的运行。从SCADA系统名称可以看出，其包

含两个层次的基本功能：数据采集和监控。

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1.SCADA系统认知

SCADA系统在控制层面上至少具有两层结构以及连接这两层子系统

的通信网络，这两层子系统是处于测控现场的数据采集与控制终端设备

（通常称为下位机）和位于中控室的集中监视、管理和远程监控计算机

（上位机）。复杂的SCADA系统可以有多个现场监控中心，每个监控中心

与一定数量的现场控制站通信，完成一定范围内设备监控。上一层的调度

中心再与现场监控中心通信，对整个现场设备进行远程监控，对整个被控

设备、过程进行集中管理。

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1.SCADA系统认知

SCADA系统作为生产过程和事务管理自动化最为有效的计算机软硬

件系统之一，它包含3个部分：

第一个是分布式的数据采集系统，也就是通常所说的下位机；

第二个是过程监控与管理系统，即上位机；

第三个是数据通信网络，包括上位机网络系统、下位机网络，以及将

上、下位机系统连接发通信网络。

SCADA系统的这三个组成部分的功能不同，但三者的有效集成则构

成了功能强大的SCADA系统，完成对整个过程的有效监控。

通信

上位下位

网络

机机

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1.SCADA系统认知

一般下位机可以是远程终端单元RTU、各种中、小型PLC、可编程自

动化控制器、智能仪表中的一种；上位机包括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；通信网络在

SCADA系统中扮演重要作用，在一个大型的SCADA系统中，包含多种层

次的网络，如设备层总线，现场总线；在控制中心有以太网，而连接上、

下位机的通信形式更是多样，既有有线通信，也有无线通信，有些系统还

有微波、卫星等通信方式。

从智能制造单元系统集成应用平台的功能应用和需求看，其属于典型

的SCADA系统，进行控制系统方案设计时，可按照SCADA系统的设计方

法进行设计。

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2.SCADA系统设计

SCADA系统设计原则

随着控制技术的发展，SCADA系统在很多行业都可以有不同的解决

方案，而且这些方案各有特点，很难比较说哪个更好。在设计时，可以考

虑以下的原则与要求，选取一个综合指标好的方案。

（1）可靠性

当下位机工作环境比较恶劣时，将存在着各种干扰，因此在系统设计

时必须立足于系统长期、可靠和稳定的运行。因为一旦控制系统出现故障，

轻者影响生产，重者造成事故，甚至人员伤亡。因此，在系统设计过程中，

要把系统的可靠性放在首位，以确保系统安全、可靠和稳定地运行。

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2.SCADA系统设计

（2）先进性

先进的SCADA系统不仅具有很高的性能，满足生产过程所提出的各

种要求和性能指标，而且对于生产过程的优化运行和实施其他综合自动化

措施都是有好处的。先进的SCADA系统通常都符合许多新的行业标准，采

用了许多先进的设计理念与先进设备，因此可以确保系统在较长时间内稳

定可靠工作。当然，也不能片面追求系统的先进性而忽视系统开发、应用

及维护的成本和实现上的复杂性与技术风险。

（3）实时性

SCADA系统的实时性，表现在对内部和外部事件能快速、及时的响

应，并做出相应的处理，不丢失信息，不延误操作。

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2.SCADA系统设计

（4）开放性

SCADA系统多是采用系统集成的办法实现的，即