Pengambilalihan dan pemantauan data jauh sebagai fungsi utama sistem SCADA dan DCS, PLC, adalah sama dengan automasi proses perindustrian dan maklumat sistem asas yang sangat diperlukan.
Sistem SCADA
SCADA adalah Sistem Pengawasan Pengawasan dan Sistem Pengambilalihan Data (Sistem Pengambilalihan Data dan Pengawasan Data), Sistem SCADA adalah pengedaran jarak jauh -, unit pengeluaran yang terdesentralisasi sistem pengeluaran sistem pemerolehan data, pemantauan dan sistem kawalan.
Ia mempunyai pelbagai aplikasi, boleh digunakan dalam kuasa elektrik, metalurgi, petroleum, bahan kimia dan lain -lain bidang pengambilalihan data dan kawalan pemantauan dan kawalan proses dan banyak bidang lain, yang lebih banyak digunakan dalam sistem kuasa, pembangunan teknologi juga yang paling matang. Ia menduduki kedudukan penting dalam sistem telecontrol, dan boleh memantau dan mengawal peralatan operasi tapak - untuk merealisasikan fungsi pemerolehan data, kawalan peralatan, pengukuran, pelarasan parameter dan pelbagai jenis penggera isyarat, iaitu apa yang kita tahu sebagai fungsi "empat - jauh".
RTU (Unit Terminal Jauh) dan FTU (Unit Terminal Feeder) adalah komponen pentingnya. Dalam pembinaan automasi pencawang hari ini memainkan peranan yang sangat penting. Ia adalah sistem kawalan automasi pengeluaran yang berstruktur pada PC. Sudah tentu, fungsi yang diperlukan adalah berbeza untuk bidang aplikasi yang berbeza, tetapi mereka semua mempunyai ciri -ciri asas berikut: antara muka operasi grafik; simulasi dinamik status sistem; paparan lengkung trend data segera dan sejarah; sistem pemprosesan penggera; pemerolehan data dan rakaman; Laporkan output.
Sejarah Pembangunan Sistem SCADA
Sistem SCADA Sejak penubuhannya pada tarikh pembangunan teknologi komputer berkait rapat dengan pembangunan sistem SCADA setakat ini telah mengalami empat generasi.
Generasi pertama didasarkan pada komputer yang berdedikasi dan sistem SCADA sistem operasi yang berdedikasi, seperti Institut Penyelidikan Automasi Kuasa untuk Sistem SD176 Grid Kuasa Utara yang dibangunkan oleh Hitachi di Jepun untuk sistem elektrifikasi keretapi China yang direka oleh sistem H-80M jauh. Tahap ini adalah dari komputer yang digunakan untuk sistem SCADA apabila bermula pada tahun 70 -an.
Generasi kedua ialah sistem SCADA berdasarkan komputer tujuan umum - pada tahun 80 -an. Dalam generasi kedua, komputer lain seperti VAX dan stesen kerja tujuan umum - digunakan secara meluas, dan sistem pengendalian umumnya adalah sistem operasi UNIX Umum -. Pada peringkat ini, sistem SCADA digabungkan dengan analisis operasi ekonomi, kawalan generasi automatik (AGC) dan analisis rangkaian dalam automasi penghantaran grid untuk membentuk sistem EMS (sistem pengurusan tenaga).
Ciri umum sistem SCADA generasi pertama dan kedua adalah bahawa mereka didasarkan pada sistem komputer berpusat dan tidak dibuka, yang membuat penyelenggaraan, peningkatan dan rangkaian dengan sistem lain sangat sukar.
Pada tahun 90 -an selaras dengan prinsip keterbukaan, berdasarkan rangkaian komputer yang diedarkan dan teknologi pangkalan data relasi untuk mencapai pelbagai sistem EMS/SCADA yang dipanggil Generasi Ketiga. Tahap ini adalah sistem SCADA/EMS China adalah tahap yang paling pesat berkembang, pelbagai teknologi komputer terkini dibawa bersama ke dalam sistem SCADA/EMS. Tahap ini juga sistem automasi sistem kuasa China dan pembinaan grid tempoh pelaburan terbesar, negara melabur 270 bilion yuan untuk mengubah grid kuasa bandar dan luar bandar dapat dilihat dalam sistem kuasa kuasa negara dan pembinaan grid negara yang penting.
Ciri utama generasi keempat sistem SCADA/EMS adalah penggunaan teknologi Internet, objek - teknologi berorientasikan, teknologi rangkaian saraf dan teknologi Java dan teknologi lain, terus memperluaskan integrasi sistem SCADA/EMS dan sistem lain, keselamatan dan operasi ekonomi yang komprehensif dan keperluan untuk operasi komersial.
Sistem SCADA akan merangkumi subsistem berikut:
1. Antara muka mesin manusia (atau HMI untuk pendek)
Peranti yang boleh memaparkan status program, pengendali boleh memantau dan mengawal program mengikut peranti ini, HMI akan dikaitkan dengan pangkalan data dan perisian sistem SCADA, membaca maklumat yang relevan untuk memaparkan trend, data diagnostik dan maklumat pengurusan yang berkaitan, seperti prosedur penyelenggaraan, maklumat logistik, sensor khusus atau rajah pendawaian terperinci mesin.
Sistem HMI sering memaparkan maklumat sistem secara grafik dan mensimulasikan sistem sebenar dengan imej. Pengendali dapat melihat gambarajah sistem yang akan dikawal. Sebagai contoh, sambungan ke ikon pam paip, boleh menunjukkan pam sedang berjalan, dan aliran cecair dalam saluran paip, pengendali boleh membuat perhentian pam, perisian HMI akan menunjukkan aliran cecair dalam saluran paip dari masa ke masa. Simulasi akan termasuk rajah pendawaian dan skema untuk mewakili unsur -unsur proses, tetapi juga boleh menggunakan gambar peralatan proses, ditambah dengan animasi untuk menggambarkan keadaan proses.
Perisian HMI sistem SCADA umumnya termasuk perisian lukisan yang membolehkan penyelenggara sistem mengubah suai persembahan sistem dalam HMI. Persembahan boleh semudah hanya lampu di skrin, dengan lampu menunjukkan keadaan sebenar keadaan, juga boleh menjadi kompleks seperti menggunakan beberapa projektor untuk memaparkan semua lif di lokasi pencakar langit atau semua kereta api di lokasi kereta api.
Apabila melaksanakan sistem SCADA, pengendalian amaran adalah bahagian penting sistem. Sistem ini memantau sama ada syarat amaran yang ditentukan untuk menentukan sama ada peristiwa amaran telah berlaku. Apabila terdapat peristiwa amaran, sistem akan mengambil tindakan yang sepadan, seperti mengaktifkan satu atau lebih arahan amaran, atau menghantar e -mel E - kepada pentadbir sistem atau pengendali SCADA untuk memaklumkan bahawa terdapat peristiwa amaran. Pengendali SCADA perlu mengesahkan peristiwa amaran, beberapa peristiwa amaran dalam pengesahan arahan amaran akan dimatikan, dan beberapa petunjuk amaran akan dimatikan hanya selepas keadaan amaran dibersihkan.
2. (Komputerisasi) Sistem pemantauan
Data boleh dikumpulkan dan arahan boleh dikemukakan untuk memantau kemajuan program.
3. Unit Terminal Jauh (RTU)
RTU boleh disambungkan kepada banyak sensor yang digunakan dalam program ini, dan data digital dihantar ke sistem pemantauan selepas pemerolehan data.
Sistem kawalan terminal jauh (RTU) boleh disambungkan ke peralatan lain, dan RTU boleh menukar isyarat elektrik dari peralatan ke nilai digital, seperti status terbuka/dekat suis atau injap, atau tekanan, aliran, voltan, atau arus yang diukur oleh instrumen. Juga boleh ditukar dan dihantar oleh isyarat untuk mengawal peranti, seperti suis tertentu atau injap terbuka/tutup, atau tetapkan kelajuan pam.
4. Pengawal Logik Boleh Diprogram (Pengawal Logik Boleh Diprogram, PLC untuk Pendek)
Kerana yang murah, serba boleh, tetapi juga biasa digunakan sebagai peranti medan, bukannya fungsi khas sistem kawalan terminal jauh.
SCADA adalah lapisan pengurusan penjadualan, PLC adalah lapisan peralatan lapangan. Sistem PLC, iaitu pengawal yang boleh diprogramkan, sesuai untuk pengukuran dan kawalan lapangan perindustrian, fungsi pengukuran dan kawalan lapangan, prestasi yang stabil, kebolehpercayaan yang tinggi, teknologi matang, digunakan secara meluas dan berpatutan. SCADA memberi tumpuan kepada pemantauan dan kawalan, dan dapat direalisasikan dalam sebahagian fungsi logik, pada dasarnya digunakan untuk bahagian atas; PLC semata -mata untuk mencapai fungsi logik dan PLC hanya menyedari fungsi logik dan kawalan, tidak menyediakan antara muka mesin manusia -, menyedari operasi dengan bantuan penunjuk butang, sistem HMI dan SCADA;
5. Rangkaian Komunikasi
Adalah untuk menyediakan sistem pemantauan dan RTU (atau PLC) antara saluran paip untuk menghantar data.
Sistem SCADA tradisional akan menggunakan penyiaran, siri atau modem untuk mencapai fungsi komunikasi, beberapa sistem SCADA skala besar - (seperti loji kuasa atau kereta api) juga akan sering menggunakan seni bina dalam rangkaian optik segerak (SONET) atau sistem digital segerak (SDH) pada protokol Ethernet atau protokol rangkaian. Sistem SCADA dalam fungsi pengurusan jauh atau pemantauan sering dipanggil telemetri.
Senibina Sistem SCADA Tipikal
Perkembangan sistem SCADA telah melalui tiga peringkat: peringkat sistem SCADA berpusat, tahap sistem SCADA yang diedarkan dan sistem SCADA rangkaian.
Sistem SCADA berpusat adalah bahawa semua fungsi pemantauan bergantung pada hos (kerangka utama), menggunakan rangkaian kawasan yang luas untuk menyambungkan RTU medan dan tuan rumah. Protokol rangkaian agak mudah, dengan keterbukaan yang lemah dan fungsi lemah.
Sistem SCADA rangkaian didasarkan pada pelbagai teknologi rangkaian, dengan struktur kawalan yang lebih terdesentralisasi dan pengurusan maklumat yang lebih berpusat. Sistem ini biasanya berdasarkan klien / pelayan (C / S) dan struktur pelayar / pelayan (B / S), kebanyakan struktur sistem mengandungi kedua -dua struktur, tetapi struktur C / S adalah terutamanya struktur B / S adalah terutamanya untuk menyokong aplikasi internet untuk memenuhi keperluan pemantauan jauh.
Berbanding dengan sistem SCADA generasi - kedua, sistem SCADA generasi - ketiga lebih terbuka dalam struktur, keserasian yang lebih baik, dan boleh diintegrasikan dengan lancar ke dalam keseluruhan sistem automasi komprehensif tumbuhan. Oleh kerana skala sistem SCADA boleh dari beberapa ratus mata hingga puluhan ribu mata, permintaan pengguna untuk sistem SCADA adalah pelbagai, jadi ia meletakkan keperluan tinggi untuk seni bina sistemnya.
Sistem SCADA tergolong dalam sistem aplikasi komputer yang diedarkan tipikal, dalam sistem sedemikian, seni bina adalah perkara yang paling penting dalam sistem perisian, seni bina yang baik bermakna universal, cekap dan stabil. Ia dapat mengendalikan pelbagai keperluan individu. Pada masa yang sama, seni bina kekal stabil untuk tempoh masa tertentu. Apabila keperluan berubah, pengaturcara boleh dilakukan tanpa mengubah suai seni bina sistem.
1. Senibina Pelanggan/Pelayan
C / s Struktur komunikasi klien dan pelayan antara "permintaan - respons". Pelanggan menghantar permintaan kepada pelayan dan pelayan memberi respons kepada permintaan tersebut.
Ciri yang paling penting dalam seni bina C/S adalah bahawa ia bukan persekitaran hamba -, tetapi persekitaran yang sama, iaitu, komputer dalam sistem C/S mungkin kedua -dua pelanggan dan pelayan pada masa yang berlainan. Dalam aplikasi C / S, pengguna hanya prihatin dengan penyelesaian lengkap aplikasi mereka sendiri, tidak peduli dengan aplikasi ini oleh sistem yang komputer atau komputer untuk diselesaikan.
Sebagai contoh, dalam sistem SCADA, apabila pelayan SCADA meminta data dari PLC, ia adalah pelanggan, dan apabila stesen operasi lain meminta perkhidmatan dari pelayan SCADA, ia adalah pelayan. Jelas sekali, struktur ini dapat memanfaatkan sepenuhnya kelebihan persekitaran perkakasan di kedua -dua hujungnya, dan dengan munasabah memperuntukkan tugas -tugas kepada pelanggan dan pelayan untuk merealisasikan, mengurangkan overhead komunikasi sistem.
2. Struktur pelayar/pelayan
Dengan populariti dan perkembangan Internet, struktur tuan rumah / terminal dan C / S sebelumnya tidak dapat memenuhi rangkaian global semasa yang terbuka, saling berkaitan, maklumat di mana -mana dan perkongsian maklumat mengenai keperluan baru, jadi kemunculan struktur B / S.
Struktur b / s dicirikan oleh: Pengguna boleh melalui penyemak imbas untuk mengakses teks internet, data, imej, animasi, video - pada - permintaan dan maklumat bunyi, maklumat ini dihasilkan oleh banyak pelayan web, dan setiap pelayan web boleh disambungkan ke pelbagai cara dan data pangkalan data. Kelebihan terbesar struktur ini ialah: Pelanggan bersatu menggunakan penyemak imbas, yang bukan sahaja menjadikan pengguna mudah digunakan, tetapi juga menjadikan klien tidak mempunyai masalah penyelenggaraan.
3. Perbandingan kedua -dua struktur
(1) Kelebihan dan kekurangan model B / S
Kelebihan struktur B / S ditunjukkan dalam:
Ciri -ciri yang diedarkan, anda boleh menanyakan, melayari dan proses perniagaan lain pada bila -bila masa, di mana sahaja.
Pengembangan perniagaan adalah mudah dan mudah, melalui penambahan laman web dapat meningkatkan fungsi pelayan.
Penyelenggaraan adalah mudah dan mudah, hanya perlu menukar laman web, anda dapat merealisasikan penyegerakan semua pengguna untuk mengemaskini.
Pembangunan mudah dan perkongsian yang kukuh.
Kelemahan struktur B ／ s adalah seperti berikut:
Ciri -ciri peribadi jelas dikurangkan, dan mustahil untuk merealisasikan keperluan fungsi yang diperibadikan.
Operasi ini berdasarkan tetikus sebagai mod operasi yang paling asas, tidak dapat memenuhi keperluan operasi pesat.
Refresh halaman dinamik, kelajuan tindak balas dikurangkan dengan ketara.
Fungsi lemah, dan sukar untuk merealisasikan keperluan fungsi khas dalam mod tradisional.
(2) Kelebihan dan Kekurangan Model C / S
Kelebihan struktur C / S:
Oleh kerana pelanggan menyedari sambungan langsung dengan pelayan, tiada pautan pertengahan, jadi kelajuan tindak balas pantas.
Antara muka operasi adalah cantik, pelbagai, dan dapat memenuhi keperluan peribadi pelanggan sendiri.
Struktur C / S sistem maklumat pengurusan mempunyai keupayaan pemprosesan transaksi yang kuat, dapat merealisasikan proses perniagaan yang kompleks.
C / S Struktur kekurangan prestasi:
Keperluan untuk program pemasangan klien khusus, fungsi pengedaran lemah, untuk pelbagai mata dan tidak mempunyai syarat rangkaian kumpulan pengguna, tidak dapat merealisasikan penggunaan pesat pemasangan dan konfigurasi.
Keserasian yang lemah, untuk alat pembangunan yang berbeza, mempunyai batasan yang lebih besar. Jika anda menggunakan alat yang berbeza, anda perlu menulis semula program.
Kos pembangunan yang lebih tinggi, yang memerlukan tahap kakitangan teknikal profesional tertentu untuk diselesaikan.
Perbezaan antara SCADA dan DCS, PLC
Sistem kawalan industri meliputi pelbagai jenis sistem kawalan, sebelum kita bercakap tentang sistem kawalan yang diedarkan (DCS), pengawal logik yang boleh diprogramkan (PLC), mereka dan sistem pengambilalihan dan pemantauan data (SCADA) lebih biasa dan mudah dikelirukan. Jadi, apakah perbezaan antara SCADA, DCS dan PLC?
DCS
Sistem DCS, atau sistem kawalan yang diedarkan, adalah sistem yang digunakan terutamanya untuk mengawal proses pengeluaran dalam persekitaran geografi yang sama.
Sistem DCS menggunakan pemantauan dan kawalan berpusat untuk menyelaraskan pengawal tempatan untuk melaksanakan keseluruhan proses pengeluaran. Dengan memodulasi sistem pengeluaran, DC mengurangkan kesan kegagalan individu pada keseluruhan sistem. Dalam banyak sistem moden, sistem DCS dihubungkan dengan sistem perusahaan untuk membolehkan proses pengeluaran dapat dilihat dalam operasi keseluruhan perniagaan.
Sistem DCS biasanya digunakan di kawasan kawalan perindustrian seperti kilang penapis minyak, loji rawatan air sisa, loji kuasa, loji kimia dan loji farmaseutikal. Sistem ini biasanya digunakan untuk kawalan proses atau sistem kawalan diskret.
Scada
Sistem SCADA, atau sistem pemerolehan dan pemantauan data, adalah sistem teras untuk kawalan perindustrian, terutamanya digunakan untuk mengawal aset yang terdesentralisasi untuk melakukan pengumpulan data berpusat yang sama pentingnya dengan kawalan.
Sistem SCADA Mengintegrasikan Sistem Pengambilalihan Data, Sistem Transmisi Data, dan Perisian HMI untuk menyediakan pemantauan dan kawalan berpusat untuk input dan output proses. Sistem SCADA direka untuk mengumpul maklumat dari medan, menghantar maklumat tersebut ke sistem komputer, dan memaparkan maklumat tersebut dalam bentuk imej atau teks. Akibatnya, pengendali boleh memantau dan mengawal keseluruhan sistem dalam masa nyata dari lokasi berpusat, mengawal mana -mana sistem individu mengikut kerumitan dan tetapan yang berkaitan setiap sistem, dan mengautomasikan operasi atau tugas yang berkaitan, yang juga boleh dilakukan secara automatik oleh arahan pengendali.
Sistem SCADA terutamanya digunakan dalam sistem yang diedarkan seperti rawatan air, saluran paip minyak dan gas, sistem penghantaran dan pengedaran kuasa, kereta api dan sistem pengangkutan awam yang lain.
Plc
Sistem PLC, IE Logic Controller Plc adalah generasi baru peranti kawalan perindustrian berdasarkan pengenalan teknologi mikroelektronik, teknologi komputer, teknologi kawalan automatik dan teknologi komunikasi ke dalam pengawal berurutan tradisional dengan tujuan menggantikan fungsi kawalan berurutan seperti relay, logik pelaksanaan, sistem masa, dan lain -lain. Suruhanjaya Elektroteknik Antarabangsa (IEC) mengisytiharkan peruntukan PLC: Pengawal yang boleh diprogramkan adalah operasi pengkomputeran digital sistem elektronik, yang direka untuk aplikasi dalam persekitaran perindustrian. Ia menggunakan memori yang boleh diprogramkan, yang digunakan untuk menyimpan arahan untuk menjalankan operasi logik, kawalan berurutan, masa, pengiraan dan operasi aritmetik di dalamnya, dan untuk mengawal pelbagai jenis jentera atau proses pengeluaran melalui input dan output digital dan analog. Pengawal yang boleh diprogramkan dan peralatan yang berkaitan, harus mudah untuk membentuk keseluruhan dengan sistem kawalan perindustrian, mudah untuk mengembangkan fungsinya prinsip reka bentuk.
Dalam seni bina rangkaian Sistem Automasi dan Kawalan Perindustrian, PLC, sebagai komponen kawalan penting, biasanya digunakan dalam sistem SCADA dan DCS untuk merealisasikan operasi tertentu dan kawalan proses peralatan perindustrian dan menyediakan pengurusan proses tempatan melalui kawalan gelung.
Dalam sistem SCADA, PLC berfungsi sebagai RTU (iaitu unit terminal jauh). Apabila digunakan dalam sistem DCS, PLCs digunakan sebagai pengawal tempatan dengan program kawalan penyeliaan. Pada masa yang sama, PLC sering digunakan sebagai komponen penting untuk mengkonfigurasi sistem kawalan yang lebih kecil.
PLC mempunyai pengguna - kenangan yang boleh diprogramkan untuk menyimpan arahan untuk mencapai fungsi tertentu seperti kawalan I/O, logik, masa, pengiraan, kawalan PID, komunikasi, aritmetik, data dan pemprosesan fail. Dengan pembangunan teknologi komunikasi, PLC juga dari protokol komunikasi peribadi tertutup untuk menggunakan protokol awam terbuka, meningkatkan keserasian sistem, dan memudahkan penyelenggaraan dan pengemaskinian sistem.
Kesimpulan
Dari yang di atas, mudah dilihat: SCADA, DCS adalah konsep, dan PLC adalah produk, ketiga -tiga tidak dapat dibandingkan:
1, PLC adalah produk, yang mana ia boleh membentuk SCADA, DCS;
2, DCS adalah kawalan proses yang dibangunkan, PLC adalah sistem kawalan logik - yang dibangunkan;
3, PLC adalah peranti, DCS, SCADA adalah sistem.
Secara sempit, DCS digunakan terutamanya untuk automasi proses, PLC digunakan terutamanya untuk automasi kilang (barisan pengeluaran), SCADA terutamanya untuk keperluan kawasan -, seperti medan minyak, membentang untuk beribu -ribu batu saluran paip. Jika dari sudut pandangan komputer dan rangkaian, mereka bersatu, sebab mengapa terdapat perbezaan, terutamanya dalam keperluan aplikasi, DC sering memerlukan algoritma kawalan lanjutan. Seperti dalam industri penapisan minyak, PLC memerlukan kelajuan pemprosesan yang tinggi, kerana ia sering digunakan dalam interlocking, dan juga gagal - sistem yang selamat, SCADA juga mempunyai beberapa keperluan khas, seperti pemantauan getaran, pengiraan aliran, puncak dan peraturan palung dan sebagainya.
Oleh itu, ia juga boleh dipertimbangkan:
SCADA adalah pengurusan penjadualan
DCS adalah lapisan pengurusan loji
PLC adalah lapisan peralatan medan
Sistem SCADA adalah sejarah yang panjang, tetapi masih dalam perkembangan pesat perkara -perkara "bayi yang baru lahir", dengan sistem yang kompleks, piawaian antara muka terbuka dan kedalaman integrasi integrasi integrasi dan ciri -ciri lain, keperluan untuk mengintegrasikan pengeluaran, akademik, penyelidikan, dan penggunaan semua aspek sistem penyelidikan yang terkumpul dan teknologi yang menggalakkan Tahap maju dunia, dan secara beransur -ansur mempromosikan penggunaan sistem SCADA setempat dengan hak harta intelektual bebas untuk menggantikan sistem asing dalam industri utama.