近幾年，SCADA系統(tǒng)從系統(tǒng)型式，通訊模式和RTU的選型等各方面都出現(xiàn)了一些新的技術(shù)。本文介紹了這些新的系統(tǒng)型式，通訊模式和一些新型的支持這些新的通訊方式的RTU。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。
SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于石油、化工、電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、市政等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過(guò)程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。
一般將SCADA系統(tǒng)可以分為監(jiān)控中心，通訊網(wǎng)絡(luò)，和現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)三部分。
監(jiān)控中心的由軟件和硬件組成。其中硬件常用通用的服務(wù)器或服務(wù)器集群組成，是通用商用設(shè)備。軟件則多采用專用的SCADA系統(tǒng)軟件。目前這類軟件很多，隨了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控中心軟件展現(xiàn)出越來(lái)越先進(jìn)的特性，如：
l 支持手機(jī)作為操作終端
現(xiàn)在已經(jīng)有一部分SCADA系統(tǒng)軟件直接支持手機(jī)作為操作終端。這使得SCADA的使用范圍從監(jiān)控室擴(kuò)大到任何手機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以到達(dá)的區(qū)域。
l 視頻與工業(yè)數(shù)據(jù)一體化
大很多情況下，視頻監(jiān)控和工業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)控是一起上的，或服務(wù)于同一應(yīng)用的。將視頻與SCADA系統(tǒng)集成在一起的要求越來(lái)越普遍。這兩在行業(yè)的軟件產(chǎn)品正在相互融合，但能完全集成在一起的來(lái)不多。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有將視頻監(jiān)控畫面集成到工業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面中的產(chǎn)品。
l B/S結(jié)構(gòu)
B/S結(jié)構(gòu)即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的軟件。軟件本身類似于一個(gè)大型服務(wù)網(wǎng)站。有不少軟件有B/S的版本，但完全B/S結(jié)構(gòu)的SCADA中心軟件不多。
l 大地域，大視圖，海量數(shù)據(jù)
常見(jiàn)的工業(yè)組態(tài)軟件實(shí)用上限都定位于幾千點(diǎn)以內(nèi)。當(dāng)系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)超過(guò)一萬(wàn)時(shí)，性能等可用性方面會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。而實(shí)際高端應(yīng)用往往達(dá)到數(shù)十萬(wàn)點(diǎn)，一天的歷史數(shù)據(jù)就可達(dá)到幾個(gè)G到十幾個(gè)G的容量。這種情況下只有少數(shù)的SCADA平臺(tái)的滿足要求。
l 在線組態(tài)及組態(tài)與顯示一體化技術(shù)
組態(tài)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境一體化，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)實(shí)施和維護(hù)的難度。目前有少數(shù)軟件支持這一特性。
l 遠(yuǎn)程組態(tài)和維護(hù)技術(shù)
如果SCADA系統(tǒng)的組態(tài)環(huán)境也是B/S結(jié)構(gòu)的，就可以提供很強(qiáng)的遠(yuǎn)程維護(hù)支持。大大降低項(xiàng)目實(shí)施和維護(hù)的成本，同時(shí)也降低最終用戶的維護(hù)成本。
l 復(fù)雜的權(quán)限管理
過(guò)去SCADA系統(tǒng)的操作員是限定在很少的幾個(gè)人，現(xiàn)在SCADA系統(tǒng)由一個(gè)專業(yè)的，使用面狹窄的軟件，向面向全企業(yè)不同層面，不同部門的人員提供服務(wù)的網(wǎng)站發(fā)展，這就要求SCADA軟件內(nèi)置復(fù)雜的權(quán)限支持。
隨著手機(jī)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，用于SCADA的通訊網(wǎng)絡(luò)也由原來(lái)的無(wú)線射頻、電話網(wǎng)絡(luò)為主轉(zhuǎn)向GPRS，CDMA、ADSL、寬帶、光纖等為主。
l 基于ADSL的SCADA系統(tǒng)
ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)是非對(duì)稱數(shù)字線路縮寫，是在普通電話線上傳輸高速數(shù)字信號(hào)的技術(shù)。通過(guò)采用新的技術(shù)在普通電話線上利用原來(lái)沒(méi)有使用的傳輸特性，在不影響原有語(yǔ)音信號(hào)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了電話線路的功能。
北京碩人時(shí)代科技的上位機(jī)軟件HOMS直接支持包括ADSL在內(nèi)的Internet聯(lián)接，支持動(dòng)態(tài)域名和控制器IP機(jī)制，同時(shí)支持靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的IP。
下位機(jī)STEC系列控制器有很強(qiáng)的通訊能力，自帶以太網(wǎng)接口。目前ADSL模塊多為以太網(wǎng)接口方式，這樣，STEC系列控制器直接支持ADSL通訊模塊接入。STEC控制與ADSL模塊相聯(lián)，以ADSL通訊模塊作為TCP/IP的網(wǎng)關(guān)，聯(lián)接到INTERNET，或者通過(guò)運(yùn)行于LINUX操作系統(tǒng)上的PPPOE的驅(qū)動(dòng)，聯(lián)入Internet，獲得Internet上的一個(gè)合法IP。在控制中心可搭建與INTERNET相聯(lián)的中央服務(wù)器，通過(guò)INTERNET在IP層與控制器直接通訊。
基于GPRS的SCADA系統(tǒng)
GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
基于GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的無(wú)線DDN可以提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、外圍設(shè)備間、外圍設(shè)備與中心節(jié)點(diǎn)之間的通信方式，適用于信息互傳、數(shù)據(jù)互備、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等行業(yè)應(yīng)用。特別適用于突發(fā)性、高頻率、點(diǎn)多分散、小流量的數(shù)據(jù)傳輸。
北京碩人時(shí)代提供的基于GPRS 的SCADA系統(tǒng)支持多種GPRS通訊模式。支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輪詢方式、數(shù)據(jù)中心模式、基于Internet組網(wǎng)模式、基于APN內(nèi)部GPRS組網(wǎng)方式，支持動(dòng)態(tài)IP、動(dòng)態(tài)域名。
下位機(jī)STEC系列控制器支持與GPRS的透明傳輸，提供專門適合于GPRS通訊的通訊協(xié)議。支持232、485和以太網(wǎng)接口方式的GPRS DCU模塊。
電話撥號(hào)輪詢SCADA系統(tǒng)
公共電話網(wǎng)（PTSN）是上百年歷史的網(wǎng)絡(luò)，盡管通訊技術(shù)的發(fā)展日新月異，基于公共電話網(wǎng)的通訊方式仍占有一席之地。
北京碩人時(shí)代科技有限公司是最早實(shí)現(xiàn)全功能的基于電話撥號(hào)的SCADA系統(tǒng)的公司之一。全面實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制和故障上傳的功能。
SCADA系統(tǒng)的一般模式為：
監(jiān)控中心采用兩臺(tái)通訊服務(wù)器，一臺(tái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、控制指令發(fā)送、一臺(tái)負(fù)責(zé)專門接受各熱力站的報(bào)警信息；一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，采用大型數(shù)據(jù)庫(kù)；一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布服務(wù)器運(yùn)行B/S結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)版監(jiān)控軟件HOMS。這種通訊方式成熟可靠。需要為每個(gè)下位站設(shè)電話線。初投資和運(yùn)行費(fèi)都相對(duì)較為經(jīng)濟(jì)。
現(xiàn)場(chǎng)采集和控制系統(tǒng)的核心是現(xiàn)場(chǎng)采集與控制器，或稱為遠(yuǎn)程終端單元RTU(Remote Terminal Unit)。除了一般控制器要求的功能外，RTU要求有很強(qiáng)的遠(yuǎn)程通訊能力。
上文提到的STEC系列控制器對(duì)最新的基于互聯(lián)網(wǎng)、ADSL、以太網(wǎng)、GPRS、GSM、光纖等通訊和傳統(tǒng)的電話撥號(hào)等方式的通訊都有很好的支持，并且有大量的實(shí)際應(yīng)用案例。
STEC系列控制器具有以下特點(diǎn)：
1． 嵌入式技術(shù)，多功能、高度集成
2． 模塊化設(shè)計(jì)，很高的應(yīng)用伸縮性
3． 強(qiáng)大通訊功能，支持以太網(wǎng)、PTSN、GPRS、VPDN、ADSL等多種通訊方式，內(nèi)置TCP/IP、PPP、HTTP、FTP協(xié)議
4． 強(qiáng)大的Internet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，支持遠(yuǎn)程維護(hù)，內(nèi)置HTTP Server, FTP Server, Telnet Server等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，提供XML數(shù)據(jù)源，方便應(yīng)用與調(diào)試
5． 內(nèi)置歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和可擴(kuò)充的16M電子盤，無(wú)須編程可存儲(chǔ)長(zhǎng)時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)
6． 支持彩色液晶顯示模塊
7． 提供虛擬機(jī)支持，使用者可以離機(jī)在ＰＣ上仿真控制器的運(yùn)行，極大方便調(diào)試與維護(hù)
8． 支持所見(jiàn)即所得的可視化的人機(jī)界面組態(tài)
9． 適應(yīng)時(shí)代的靈活易學(xué)的控制腳本，易于為新一代工程師學(xué)習(xí)掌握
10． 可實(shí)現(xiàn)一般控制器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜控制邏輯和控制策略，同時(shí)內(nèi)置大量可配置的PID和邏輯控制回路
11． 強(qiáng)大的通訊的組態(tài)與腳本開(kāi)發(fā)，便與工程師實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)智能儀表的通訊，以及實(shí)現(xiàn)與第三方的數(shù)據(jù)采集中心的通訊
12． 提供數(shù)據(jù)濾波功能
13． 可配置的故障檢測(cè)與自動(dòng)上傳，上傳方式多樣
14． 全光電隔離
市場(chǎng)上也有很多面各特定通訊方式配套的產(chǎn)品，如為GPRS通訊方式配套的RTU。碩人時(shí)代的ARKA系列遠(yuǎn)程測(cè)控模塊專為配合GPRS/CDMA遠(yuǎn)程通訊設(shè)計(jì)，具有更高的性價(jià)比。
（轉(zhuǎn)載）
