SCADA系统发展趋势

• 关键词：SCADA,OPCUA,网络化
• 摘要：本文介绍了力控SCADA系统软件的发展趋势，结合第三代网络化的发展，SCADA系统也带来了全新的发展格局，围绕着以OPCUA的全新一代SCADA平台打造基于软总线的对象化产品。

1 概述

SCADA(Supervisory ControlAnd Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。以远程数据采集和监控为主要功能的SCADA系统和DCS、PLC一样，是工业过程自动化和信息化不可或缺的基本系统。SCADA系统从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系统已经发展为第三代以上。SCADA系统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DNP3LAN/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市场仍然接受了以太网技术。“软件即是服务”理念也广泛深入到SCADA各个领域。

由于SCADA系统三代的演进，工业互联网技术已经日益渗透到第三代SCADA系统，我们明显地发现ICT通信系统的迅猛发展极大地影响着SCADA的体系结构，不但过去是这样，今后还是这样。SCADA系统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。

力控eForceCon SCADA系统调度平台软件V5.0的用途涵盖从现场监控站到调度中心，为企业提供从下到上的完整的生产信息采集与集成服务，从而为企业综合自动化、工厂数字化及完整的“管控一体化”的解决方案提供支撑平台。

• 2 SCADA应用领域与特点

在实际应用中，SCADA比DCS、PLC的应用范围更广泛。它的应用一般分为三大类：第一类是工业过程，包括加工制造、生产、发电、装配和炼油、石化等；依照其被加工的介质流程分为连续、批处理和离散。第二类是基础设施，包括自来水厂和供水管网、废水和污水管网和污水处理、输油/输气管线、输电和供电、大型通信系统及城市报警系统等。第三类是公共设施，包括对中大型建筑物、机场、码头及地铁等的空调监控、能源管理和安保监控等。

SCADA系统可以广泛的应用于油田，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。

在应用了SCADA系统后，可以取得了以下社会和经济效益：

v 极大地提高了生产和运行管理的安全性能和可靠程度；

v 生产配方管理的自动化可大大提高产品的质量和生产的效率；

v 极大地减低了生产人员面临恶劣工作环境的可能性，保证了工作过程中第一位的人员的安全性；

v 可大大地减少不必要的人工浪费；

v 通过生产过程的集中控制和管理，极大地提高企业作为一个整体效率的竞争能力；

v  系统通过对设备生产趋势的保留和处理，可提高预测突发事件的能力，在紧急情况下的快速反应和处理能力可极大地减少生命和财产的损失，从而可带来潜在的社会和经济效益；

• 3 力控SCADA平台软件的产品定位

力控SCADA平台软件eForceCon可应用于调度控制中心和区域控制站通过SCADA系统可完成对系统的监控和运行管理，各工艺站场可实现无人职守。

n  调度控制中心

调度控制中心的主要任务是通过各站控系统或RTU对管网进行数据采集及监控，同时实现系统的在线模拟、运行计划、危险源及定位、运行优化、计量管理、模拟培训等任务。调度控制中心的操作人员通过SCADA系统操作员工作站所提供/显示的管网系统工艺过程的压力、温度、流量、密度、设备运行状态等信息，完成对整个系统的操作和管理。

主要功能包括：

数据采集和处理；

工艺流程的动态显示；

报警显示、管理以及事件的查询、打印；

实时数据的采集、归档、管理以及趋势图显示；

历史数据的归档、管理以及趋势图显示；

生产统计报表的生成和打印;

用户信息管理;

下达调度和操作命令；

危险源定位；

系统事故处理，发出ESD命令；

安全保护；

控制权限的确定；

对全系统进行时钟同步；

SCADA系统诊断；

自控设备、仪表的故障诊断和分析；

网络监视及管理；通信信道监视及管理；

数据通信信道故障时主备信道的切换；

为信息化系统提供数据；

与企业自动化管理系统平台连接、进行数据交换；

与上级计算机系统通信等。

• 4 新一代SCADA平台软件

随着“两化融合”信息化、工业化的深度融合，加快了智能工厂与智慧城市建设的速度。大型智慧工业企业和智慧城市园区都需要完成从数字化到智慧层的跨越，通过云计算平台从信息共享上升到知识业务的高度共享和传承，打破条块分割，实现面向绩效目标的发展模式。基于分布式实时历史数据库的工业软件平台的智能管控系统是建设智能工厂的一体化的生产指挥系统的动力和引擎。在企业智能管控一体化的业务需求推动下，工业自动化软件系统朝着智能化、分布式、集成化、网络化、平台化、综合管理等方向发展。

适配“两化深度融合”的统一架构平台需要完成从数据采集、数据存储、数据传输及数据应用、数据安全、网络安全等所有环节自顶向下进行数据模型和业务模型的抽象，力控科技的ForceCon产品家族是以“分布式实时数据库”为核心搭建力控家族“工业控制消息总线”，并支持集成面向服务（SOA）系统架构的“信息服务总线”。消息总线和服务总线提供可靠通用的信息交互机制和广域服务机制，实现整个系统间的安全高效的数据通信和应用集成。贯穿整个企业信息化业务，可以自由构建不同规模的应用，实现从底层工业现场控制（小型场站系统、嵌入式HMI）、到生产调度指挥管理（SCADA）及上层信息化管理（MES、ERP）的融合，也可以完全拥抱虚拟化云计算所带来的可扩展性，创建混合解决方案将数据推向云端的并保证其完整性，促进企业信息化融合。