SCADA系列 系统评估

介绍

监控和数据采集（SCADA）是一种允许主设备操作员监视和控制分布在各个远程站点之间的进程的系统。

正确设计的SCADA系统通过消除维修人员访问每个站点进行检查，数据收集/记录或进行调整的需要，节省了时间和金钱。使用EPG具有成本效益的远程终端单元和易于使用的主控软件，您可以消除耗时，昂贵的现场访问并控制单个主位置的所有进程。实时监控，系统修改，故障排除，设备寿命延长，自动生成报表。 。 。这些只是今天SCADA系统带来的好处。

SCADA系统提供的其他优点：

降低运营成本

提供系统性能的即时知识

提高系统效率和性能

提高设备寿命

减少昂贵的维修费用

减少故障排除或维修所需的工时（人工成本）

释放人员进行其他重要任务

通过自动生成报告促进监管机构的遵守

和更多 。 。 。

随着技术的不断发展，SCADA系统将被公认为任何处理站点的标准。但是从今天数百个系统提供商可以听到哪一个？什么系统适合您的应用？你会选择与谁合作，为什么？

选择一个可以设计适合您需求的系统的SCADA系统提供商可能是一个压倒性的，令人困惑的任务。对SCADA和数据采集系统的了解甚少或不完整的系统前评估，所做出的决定可能是代价高昂的错误。这些决定常常是基于的。 。 。

价钱：

当供应商渴望获得低投标时，工作和组件的质量受损。然后，供应商将不分青红皂白地寻找仍然可以获利的方法。你得到你所付出的！

专有设备：

不要消除你的选择。专有设备安装为系统的“标准”后，客户可能被扣为人质，被迫付出了高昂的代价。另外，一个封闭的协议使最终用户有更少的选择来集成供应商的未来设备，并且容易受到缺乏支持和由于过时和/或公司关闭而无法替换故障组件的弱点。

过度复杂或定制设备：

系统专家表示许多运营商对其SCADA系统的所有功能进行了“哇”。安装后，系统太复杂，无法理解，操作和支持。您将拥有的是一个非常昂贵的系统运行，而运营商继续工作的老习惯。唯一的诉求是购买昂贵的培训和/或服务合同，这并不总是保证及时和专业的服务。一些SCADA系统已经关闭了几个月，等待单一的技术支持来源到达。尽可能保持简单。

多年经验：

小心。有许多声誉良好的SCADA提供商，拥有多年的经验和丰富的专业知识，设计出过于广泛，昂贵和/或不起作用的系统。许多公司使用这条线，好像它把它们与其余的一样。经验和知识是重要的，但只有在确定什么供应商适合您时才能作为出发点。

销售人员和/或Flashy营销：

良好的销售和营销策略旨在产生“顶尖”，“脚踏实地”的结果。他们可能引诱你或压力，而不是根据影响最佳系统性能的所有因素来配备您做出正确的决定。

这些和其他昂贵的错误可以通过了解，理解和仔细评估您的特定需求来避免。对于某些人来说，这可能意味着撇开这篇文章，然后专注于本文末尾所提到的“要考虑的问题”。对于其他人，SCADA知识很少或没有，您应该阅读并熟悉以下提供的背景信息。

EPG公司公司已经准备了该SCADA系统评估，以帮助您确定什么SCADA或数据采集系统适合您。如果您在审查此评估后有任何问题或意见，请致电800-443-7426，并要求SCADA或数据采集专家。我们服务于20多年的制造系统，节省时间和金钱，易于使用，并提供多年可靠的过程控制。

一个简短的历史

随着遥测技术的出现，SCADA的发展可以追溯到二十世纪初。遥测涉及通过感测实时条件获得的数据的传输和采集。随着电力，电报，电话和无线通信技术的融合，遥控条件的监测变得可能。在上个世纪，更多的工业，如天然气，电力和水务公司，使用遥测系统来监测偏远地区的进程。

SCADA始于六十年代初，作为在主站和远程终端单元（RTU）站之间作为输入/输出（I / O）信号传输的电子系统。主站将通过遥测网络从RTU接收I / O传输，然后将数据存储在主机上。

在七十年代初期，开发了DCS（分布式控制系统）。 ISAS5.1标准将分布式控制系统定义为在功能集成的同时由一个子系统组成的系统，这些子系统可以在物理上分开并且彼此远离。大型制造商和工艺设备利用DCS主要是因为需要大量的模拟控制。

进一步开发使分布式控制系统能够使用比RTU更智能的可编程逻辑控制器（PLC）能够控制站点而不从主站获取方向。

在九十年代后期，SCADA与DCS之间的差异模糊。 SCADA系统具有DCS功能。 DCS具有SCADA功能。系统根据设计师内置的某些控制功能进行定制。现在随着互联网被更多地用作通信工具，一旦旧的遥测系统变得越来越先进，互连和可访问的控制功能。正在开发自动软件产品以利用互联网的互连性，某些门户可以连接到SCADA系统并下载信息或控制流程。

今天，良好的SCADA系统不仅可以控制流程，还可用于测量，预测，计费，分析和规划。今天的SCADA系统必须满足一个全新的控制自动化水平，与昨天的过时设备连接，灵活性足以适应未来的变化。

无论您需要新系统还是升级旧系统，重要的是在决定与谁通话之前了解系统组件，以及您将为特定应用程序需要哪些设备。

系统组件

SCADA系统通常有四个主要元素：

主终端单元（MTU）

远程终端单元（RTU）

通讯设备

SCADA软件

1.主终端单元（MTU）

主站终端单元通常定义为SCADA系统的主站或主站，位于运营商的中央控制设施。 MTU几乎可以发起所有与远程站点的通信和与操作员的接口。将远程现场设备（泵，阀门，报警器等）的数据发送到MTU进行处理，存储和/或发送到其他系统。例如，MTU可以将数据发送到操作员的显示控制台，存储信息，然后将操作员的启动命令发送到现场泵的RTU。

2.远程终端单元（RTU）

远程终端单元通常定义为SCADA系统内的通信卫星，位于远程站点。 RTU从内存中的现场设备（泵，阀门，报警器等）收集数据，直到MTU启动发送命令。一些RTU设计有微型计算机和可编程逻辑控制器（PLC），可以在远程站点执行功能，而无需MTU的任何方向。此外，PLC可以是模块化和可扩展的，用于监控和控制其他现场设备。在RTU内部是从通信设备使用的协议接收数据流的中央处理单元（CPU）。该协议可以像Modbus，传输控制协议和互联网协议（TCP / IP）或专有的闭路协议一样开放。当RTU看到其节点地址嵌入在协议中时，数据被解释，CPU指示指定的动作。

在六十年代，许多制造商开发了具有交互功能的RTU，执行了一些特定任务，如监视和控制数字和模拟现场设备。这些“一体化”RTU需要与MTU持续通信才能运行。使用了众所周知或不支持的各种编程语言。在八十年代，第一个“微型”PLC被引入作为第一个“开放式架构”技术，它已经发展并获得了接受，作为今天被关闭的专有系统的首选。

一些制造商，如EPG的SCADA部门NBT，现在专门为SCADA和数据采集应用设计了远程访问PLC（RAPLC）。使用NBT的PLC系统，您可以：

执行控制

检查现场条件

随时随地重新编程

有任何闹钟或事件触发您的个人电脑的电话

这可以从单个主站点完成，系统可以控制一个或多个站点。行业代表和客户都欢迎这些“智能”PLC，因为它们提供远程可编程功能，同时保留RTU的通信能力。

3.通讯设备

设置SCADA系统网络（拓扑）的方式可能会随着每个系统的不同而有所不同，但MTU和RTU之间必须有不间断的双向通信，以使SCADA或数据采集系统正常工作。这可以通过各种方式实现，例如专用线路，埋地电缆，电话，遥测硬件如无线电和调制解调器，微波盘，卫星或其他大气装置，并且多次系统采用多种通信方式远程站点。这可能包括拨号或专用语音级电话线，DSL（数字用户线），综合业务数字网（ISDN），电缆，光纤，WiFi或其他宽带服务。

选择合适的通讯设备时可以考虑多种选择，可以包括公共和/或私人媒体。公共媒体是一种通信服务，客户可以每月或每次或使用时间付费。私人媒体由用户拥有，许可，操作和服务。如果您选择使用私人媒体，请考虑支持系统技术和维护方面所需的员工需求。

私人媒体类型：

私人电线

有时在站点之间串联或埋葬自己的电缆是有意义的，以提供持续的沟通。这种类型的媒体通常限于低带宽调制解调器。

无线

（扩频无线电）

这种媒体类型是免授权的，在900 MHz和5.8GHz频段可供公众使用。系统使用的频率越高，它的“视线”越多。一些扩频遥测无线电单元能够通过重新加强下一个无线电在线的信号来跨越距离，像网络中的其他单元的中继器一样。扩频无线电调制解调器通常内置纠错，加密和其他功能，使其成为网络通信的可靠，安全和持久的解决方案。

（微波收音机）

微波收音机通过安装在塔楼或建筑物顶部的抛物面碟子以高频传播。该媒体使用点对点的视距技术，并且由于不对准和/或大气条件，通信可能会中断。

（VHF / UHF无线电）

VHF / UHF无线电是高达30英里的高频无线电是由特殊天线接收的频率为175MHz-450MGz-900MHz的电磁传输。必须获得FCC许可证，覆盖范围仅限于特殊的地理边界。

公共媒体类型：

（电话公司）

您的本地电话公司可提供不同的服务，包括：交换线路，私人专线，数字数据服务，蜂窝和PCS / CDPD。

交换线路：公共交换机电话网（PSTN）和通用交换电话网（GSTN）是本地电话公司提供的拨号语音和数据传输网络。

专用专用线路：专用专线（PLL）在两个或多个位置之间每天24小时永久连接，并用于模拟（连续变化的信号）数据传输。

数字数据业务：数字数据业务（DDS）是一种专用专线，具有特殊带宽，用于以更高的速度和更低的误码率传输数据。此服务适用于计算机与计算机的连接。

蜂窝：这项服务相当于陆上线路上的交换线路业务。

PCS / CDPD：该服务由蜂窝公司按月费用或流量量提供，并在需要持续通信时使用。

其他媒体类型：

（WiFi-SMR）

有时使用另一家公司的基础设施是有意义的。 WiFi设备利用高数据速率的宽带，并以“时间分配”的方式用于系统站点之间的通信。该媒体类型通常需要高级协议，如TCP / IP和网络类型连接。

（卫星同步/ LEO）

地球同步卫星的轨道与地球的轨道同步，并保持在相对于地球的相同位置。这些卫星使用抛物面天线接收的高频传输。低地球轨道（LEO）卫星将信号切换到其他卫星以进行连续的覆盖，而由于较低的轨道，等待时间小于地球同步卫星。

4.SCADA软件

典型的SCADA系统提供人机界面（HMI），允许操作员在系统运行时可视化所有功能。操作员还可以使用HMI来更改设定点，查看关键状态警报和警告，并分析，归档或呈现数据趋势。自Windows NT出现以来，HMI软件可以安装在PC硬件上，作为实际系统在工作中的可靠表示。

通用HMI软件包包括Cimplicity（GE-Fanuc），RSView（罗克韦尔自动化），IFIX（Intellution）和InTouch（Wonderware））。大多数这些软件包使用标准数据操纵/表示工具来报告和归档数据，并与Microsoft Excel，Access和Word完美集成。

基于Web的技术也被广泛接受。由SCADA系统收集的数据被发送到动态生成HTML页面的Web服务器。这些页面然后被发送到操作员站点的LAN系统或发布到因特网。

微处理器选项

既然您对SCADA系统组件有了基础的了解，您可能需要考虑在基本或低成本RTU遥测系统或专有系统上使用微处理器（MP）和/或基于PLC的SCADA系统，以实现以下功能原因：

像MTU这样的MP可以通过“智能”编程来连续收集，处理和存储数据，从MTU独立运行。此外，通过使用基于微处理器的EPG 2551型电平表（如图所示），您可以拥有一个强大的SCADA系统，同时具有主站和本地显示屏，可自动收集，处理和报告符合当地，州和联邦法规要求的数据在Microsoft Excel，Access和Word中集成的格式。

MP可以提供门开关，热和运动检测器的安全和监控。通过自动电子邮件，寻呼和拨号呼叫功能，每天24小时可以通知经理/运营商。可以轻松添加多个用户，如果使用开放式架构协议，则可以轻松集成未来的设备。由于MP没有移动部件，它们是非常可靠的，并且可以被设计为可以使用任何本地电气分配器供应的部件进行修理。

基于MP的SCADA系统可以减少现场视觉检查，调整，数据采集和记录所需的工时数。持续监控和排除潜在问题会增加设备使用寿命，减少服务电话，减少客户投诉并提高系统效率。简单地说，开放架构，基于MP的SCADA系统是过程控制设施节省时间和金钱的极好手段。

特点与优势

现在，您可以看一下从正确设计的基于PLC的SCADA系统获得的一些功能和优点。

特征：

PLC没有移动部件。它们非常坚固可靠。

如果与MTU的通信丢失，则基于PLC的RTU可以通过“智能”编程单独运行。

PLC程序易于理解和易于使用，可以通过简单和广泛的描述，技术编程和支持手册进行完整的记录。

PLC是模块化的，可以为未来的扩张和增长提供空间。

安全传感器的编程可以集成到PLC中，为门开关，热和运动检测器提供安全和监控。然后，SCADA系统可以根据规定自动通知。

无等待期更换电气元件。 SCADA系统可以设计为使用任何本地或国家电气分配器供应的组件。

内置诊断的标准可以在易于理解的文本中持续监控和显示所有状态和故障信息。

HMI（人机界面）软件可以提供广泛的屏幕文档，包括操作员手册，接线图，程序等。

基于PLC的SCADA系统可以自动收集和报告必要的数据，以符合Microsoft Excel，Access和Word集成的格式的本地，州和联邦法规。

收集的数据可以存储在PLC和MTU数据库中，提供更强大的报告系统。

SCADA系统可以通过自动电子邮件，寻呼和拨号呼叫功能，每天24小时通知管理人员和操作员。

泵，监控系统，液位和流量传感器等的未来升级和/或新安装可以轻松集成到系统中。

多个用户功能可以通过基于Web的技术轻松集成到SCADA系统中。

优点：

基于PLC的设备通常更可靠，可以无主控制方向运行。

操作员可以看到实时的系统故障。

客户投诉/查询的数量可以大幅度减少，例如：有关低压的来电或水系的水质差。

PLC SCADA系统节省时间和金钱。

可以通过持续监测水平来减少设备的磨损。

用于故障排除和/或维护的工时可以大大减少。

劳动力成本可以通过自动生成报表来减少。

与专有系统相比，使用基于PLC的SCADA系统可以降低运营成本，提高投资回报率（ROI）。

符合当地，州和联邦机构的要求比较容易。

维修技术人员的昂贵的服务电话可以消除。

本地系统集成商和电气分销商可以提供所需的支持。

NBT基于PLC的SCADA系统使用开放架构，非专有产品和协议。价格表出版，以消除“人质”，歧视性的价格固定。

您可能会想到适用于您自己的网站的其他一些好处。首先回答以下问题：

PLC SCADA系统可以为您的网站做什么？

在主站/远程站点执行什么类型的操作？

通过在您的站点安装PLC SCADA系统，您希望获得什么好处？

您需要哪些方面的SCADA系统？组织您的想法以备将来参考，然后如果您需要更多帮助，请给我们打电话。

在评论

今天的SCADA系统是过程控制站点运营商节省时间和金钱的绝佳手段。但是从数以千计的SCADA系统供应商可以选择，一个糟糕的决定可能会导致你走上无数沮丧的道路，低效率和不必要的费用。 EPG公司公司已经准备了这个系统前评估，以帮助您准备购买SCADA系统的方式，为您提供多年的成本效益和可靠的流程控制，同时为您开放明天的扩张和选择。最后考虑以下几点：

考虑的问题

正确设计的PLC SCADA系统产生的ROI（投资回报率）和优势将远远超过您选择正确的设备并正确安装的初始投资。为了帮助促进适当和有益的选择，请考虑回答以下内容：

现有设备

你有多少网站在运作？

目前所有场地都有什么类型的设备？ （泵，阀，显示器等）

将来会安装什么类型的设备？ （升级，添加，新站点等）

目前安装什么类型的遥测，数据采集或SCADA系统？ （专有，过时，基本遥测等）

目前有什么类型的遥测网络或通信路径？

拓扑：点对点，点对多点，多点到多点

传输模式：硬线，电话，光纤，无线电/微波

正在使用什么类型的协议，并且它将与未来的设备融合？

本系统正在使用什么类型的软件？它是否附带完整的文档和支持？将来可能会得到支持吗？

目前系统中有多少数据依赖用户？

您对现有系统的性能标准有多好？可靠吗

什么设备可以/将继续使用？ （现场设备，现有SCADA组件，软件等）

现有的设备和/或升级可以很好地整合并与新设备通信吗？

目前有什么类型的维护或服务安排？新设备如何改变？

您目前的检查，维护和修理费用是多少？如何改变成为具有成本效益的？新的SCADA或数据采集系统将如何改变？

如果对现有系统做出改变，外部供应商（电话公司，卫星链路等）的服务会发生变化，这些变化是什么？ （新传输模式，服务费等）

未来系统需求

（遥测/通信路径）

控制中心位于哪里？

您需要跨站点的距离是多少？

将来会增加额外的网站吗？

如果知道控制中心与现在和未来的现场之间有什么障碍？

什么拓扑和传输模式最适合您的应用？

什么传输媒体可用？ （每个网站可能会有所不同）

您的维护/服务需求是什么？你会分配自己的维修人员还是外包？

预算花多少钱？

（协议编码/译码）

将来的系统会使用现有的协议吗？ （如果新购买，请勿使用专有协议！您将减少用于集成未来设备的选项，如果可能，请使用Modbus协议。

有完整的文件吗？

您需要连接哪些现有设备？

您是否需要多厂商软件应用程序与各种制造商的设备进行通信？

考虑安全问题：需要什么类型的保护/保护措施，以防止黑客入侵，篡改，破坏和其他未经授权的使用。

（主控台）

您需要主站来控制本地输入/输出和备份操作吗？

您的应用程序需要多少站点和站点？

远程站是否收集与主站无关的数据？

采购原则

使用开放标准架构，即Modbus协议。

从知名的，成熟的制造商处购买。

设备必须与现有和未来的设备完美结合。

设备必须是可支持的并有详细记录。

设备和系统整体必须可靠。

设备必须易于使用，不会造成日常业务的干扰。

设备必须是非专有技术。

EPG设备采用开放架构的Modbus协议，具有良好的文档记录，并将集成到任何现有的系统中。 20多年来，我们为数以千计的行业专业人士制造了可靠，经济高效的过程控制解决方案。