SCADA在水处理的应用

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SCADA系统典型架构

SCADA系统的发展经历了集中式SCADA系统阶段、分布式SCADA系统阶段和网络式SCADA系统三个阶段。

集中式SCADA系统是所有的监控功能依赖于一台主机（mainframe），采用广域网连接现场RTU和主机。网络协议比较简单，开放性差，功能较弱。

网络化SCADA系统以各种网络技术为基础，控制结构更加分散化，信息管理更集中。系统普遍以客户机／服务器（C／S）和浏览器／服务器结构（B／S）为基础，多数系统结构上包含这两者结构，但以C／S结构为主，B／S结构主要是为了支持Internet应用，以满足远程监控的需要。

与第二代SCADA系统相比，第三代SCADA系统在结构上更加开放，兼容性更好，可以无缝集成到全厂综合自动化系统中。 由于SCADA系统的规模可以从几百点到几万点，用户对SCADA系统的需求是多样的，因此对其系统架构提出了很高的要求。

SCADA系统属于典型的分布式计算机应用系统，在这样的系统中，体系结构是软件系统中最本质的东西，良好的体系结构意味着普适、高效和稳定。它可以高效地处理多种多样的个体需求。同时，体系结构在一定的时间内保持稳定。当需求发生变化时，程序员可以不用修改系统的体系结构。

1、客户机／服务器结构

C／S结构中客户机和服务器之间的通信以“请求－响应”的方式进行。客户机先向服务器发出请求，服务器再响应这个请求，如图1.3所示。

C／S结构最重要的特征是：它不是一个主从环境，而是一个平等的环境，即C／S系统中各计算机在不同的场合既可能是客户机，也可能是服务器。在C／S应用中，用户只关心完整地解决自己的应用问题，而不关心这些应用问题由系统中哪台或哪几台计算机来完成。

如在SCADA系统中，当SCADA服务器向PLC请求数据时，它是客户机，而当其他操作站向SCADA服务器请求服务时，它就是服务器。显然，这种结构可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到客户端和服务器端来实现，降低了系统的通讯开销。

2、浏览器/服务器结构

随着Internet的普及和发展，以往的主机／终端和C／S结构都无法满足当前的全球网络开放、互连、信息随处可见和信息共享的新要求，于是就出现了B／S型结构。

B／S结构最大特点是：用户可以通过浏览器去访问Internet上的文本、数据、图像、动画、视频点播和声音信息，这些信息都是由许许多多的Web服务器产生的，而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务器中。这种结构的最大优点是：客户机统一采用浏览器，这不仅让用户使用方便，而且使得客户端不存在维护的问题。

3、两种结构比较

（1）B／S模式的优点和缺点

B／S结构的优点表现在：

• 具有分布性特点，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。
• 业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能。
• 维护简单方便，只需要改变网页，即可实现所有用户的同步更新。
• 开发简单，共享性强。

B／S 结构的缺点表现在：

• 个性化特点明显降低，无法实现具有个性化的功能要求。
• 操作是以鼠标为最基本的操作方式，无法满足快速操作的要求。
• 页面动态刷新，响应速度明显降低。
• 功能弱化，难以实现传统模式下的特殊功能要求。

（2）C／S模式的优点和缺点

C／S结构的优点表现在：

• 由于客户端实现与服务器的直接相连，没有中间环节，因此响应速度快。
• 操作界面漂亮、形式多样，可以充分满足客户自身的个性化要求。
• C／S结构的管理信息系统具有较强的事务处理能力，能实现复杂的业务流程。

C／S结构的缺点表现在：

• 需要专门的客户端安装程序，分布功能弱，针对点多面广且不具备网络条件的用户群体，不能够实现快速部署安装和配置。
• 兼容性差，对于不同的开发工具，具有较大的局限性。若采用不同工具，需要重新改写程序。
• 开发成本较高，需要具有一定专业水准的技术人员才能完成。