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SCADA系統(tǒng)主要有以下部分組成:監(jiān)控計算機、遠程終端單元(RTU)、可編程邏輯控制器(PLC)、通信基礎設施、人機界面(HMI)。
使用SCADA概念可以構(gòu)建大型和小型系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的范圍可以從幾十到幾千個控制回路,具體取決于應用。示例流程包括工業(yè),基礎設施和基于設施的流程,如下所述:
工業(yè)過程包括制造,過程控制,發(fā)電,制造和精煉,并可以連續(xù),間歇,重復或離散模式運行。
基礎設施過程可以是公共的或私人的,包括水處理和分配,污水收集和處理,油氣管道,電力輸送和配電以及風力發(fā)電場。
設施流程,包括建筑物,機場,船舶和空間站。他們監(jiān)視和控制暖氣,通風和空調(diào)系統(tǒng)(HVAC),通道和能源消耗。
但是,SCADA系統(tǒng)可能存在安全漏洞,因此應對系統(tǒng)進行評估,以識別風險和解決方案,以減輕這些風險。
監(jiān)控計算機
這是SCADA系統(tǒng),收集過程數(shù)據(jù)并向現(xiàn)場連接的設備發(fā)送控制命令。 它是指負責與現(xiàn)場連接控制器通信的計算機和軟件,這些現(xiàn)場連接控制器是RTU和PLC,包括運行在操作員工作站上的HMI軟件。 在較小的SCADA系統(tǒng)中,監(jiān)控計算機可能由一臺PC組成,在這種情況下,HMI是這臺計算機的一部分。 在大型SCADA系統(tǒng)中,主站可能包含多臺托管在客戶端計算機上的HMI,多臺服務器用于數(shù)據(jù)采集,分布式軟件應用程序以及災難恢復站點。 為了提高系統(tǒng)的完整性,多臺服務器通常配置成雙冗余或熱備用形式,以便在服務器出現(xiàn)故障或故障的情況下提供持續(xù)的控制和監(jiān)視。
遠程終端單元
遠程終端單元,也稱為(RTU),連接到過程中的傳感器和執(zhí)行器,并與監(jiān)控計算機系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。 RTU是“智能I / O”,并且通常具有嵌入式控制功能,例如梯形邏輯,以實現(xiàn)布爾邏輯操作。
可編程邏輯控制器
也稱為PLC,它們連接到過程中的傳感器和執(zhí)行器,并以與RTU相同的方式聯(lián)網(wǎng)到監(jiān)控系統(tǒng)。 與RTU相比,PLC具有更復雜的嵌入式控制功能,并且采用一種或多種IEC 61131-3編程語言進行編程。 PLC經(jīng)常被用來代替RTU作為現(xiàn)場設備,因為它們更經(jīng)濟,多功能,靈活和可配置。
通信基礎設施
這將監(jiān)控計算機系統(tǒng)連接到遠程終端單元(RTU)和PLC,并且可以使用行業(yè)標準或制造商專有協(xié)議。 RTU和PLC都使用監(jiān)控系統(tǒng)提供的一個命令,在過程的近實時控制下自主運行。 通信網(wǎng)絡的故障并不一定會停止工廠的過程控制,而且在恢復通信時,操作員可以繼續(xù)進行監(jiān)視和控制。 一些關鍵系統(tǒng)將具有雙冗余數(shù)據(jù)高速公路,通常通過不同的路線進行連接。
人機界面
人機界面(HMI)是監(jiān)控系統(tǒng)的操作員窗口。它以模擬圖的形式向操作人員提供工廠信息,模擬圖是控制工廠的示意圖,以及報警和事件記錄頁面。 HMI連接到SCADA監(jiān)控計算機,提供實時數(shù)據(jù)以驅(qū)動模擬圖,警報顯示和趨勢圖。在許多安裝中,HMI是操作員的圖形用戶界面,收集來自外部設備的所有數(shù)據(jù),創(chuàng)建報告,執(zhí)行報警,發(fā)送通知等。
模擬圖由用來表示過程元素的線圖和示意符號組成,或者可以由工藝設備的數(shù)字照片覆蓋動畫符號組成。
工廠的監(jiān)督操作是通過HMI進行的,操作員使用鼠標指針,鍵盤和觸摸屏發(fā)出命令。例如,泵的符號可以向操作員顯示泵正在運行,并且流量計符號可以顯示通過管道泵送了多少流體。操作員可以通過鼠標點擊或屏幕觸摸從模擬器切換泵。 HMI將顯示管道中流體的流量實時減少。
SCADA系統(tǒng)的HMI包通常包含一個繪圖程序,操作員或系統(tǒng)維護人員用來改變這些點在接口中的表示方式。這些表示可以像在屏幕上的交通燈一樣簡單,其現(xiàn)場中實際交通燈的狀態(tài),或者像摩天大樓中所有電梯的位置的多投影儀顯示器一樣復雜,或者全部火車上的火車。
“歷史記錄”是HMI中的一項軟件服務,它在數(shù)據(jù)庫中存儲帶時間戳的數(shù)據(jù),事件和報警,可以查詢或用于填充HMI中的圖形趨勢。歷史學家是從數(shù)據(jù)采集服務器請求數(shù)據(jù)的客戶端。