SCADA

SCADA解释

SCADA英文全称是Supervisory Control And Data Acquisition。中文意思是：监督控制和数据采集。是一个由软件和硬件元素组成的系统，允许工业组织：

• 在本地或远程位置控制工业流程
• 监控、收集和处理实时数据
• 通过人机界面（HMI）软件直接与传感器、阀门、泵、电机等设备交互
• 将事件记录到日志文件中

SCADA系统对于工业组织至关重要，因为它们有助于保持效率，处理数据以实现更明智的决策，并传达系统问题以帮助减少停机时间。

基本的SCADA架构从可编程逻辑控制器（PLC）或远程终端单元（RTU）开始。PLC和RTU是微型计算机，它们与一系列对象（如工厂机器，HMI，传感器和终端设备）进行通信，然后使用SCADA软件将信息从这些对象路由到计算机。SCADA软件处理、分发和显示数据，帮助操作员和其他员工分析数据并做出重要决策。

例如，SCADA系统快速通知操作员一批产品出现高错误率。操作员暂停操作并通过HMI查看SCADA系统数据，以确定问题的原因。操作员查看数据并发现机器4出现故障。SCADA系统能够通知操作员问题，这有助于他解决问题并防止进一步的产品损失。

基本的SCADA图

谁使用SCADA

公共和私营部门的工业组织和公司使用SCADA系统来控制和维护效率，分发数据以进行更明智的决策，并传达系统问题以帮助减少停机时间。SCADA系统在许多不同类型的企业中运行良好，因为它们的范围可以从简单的配置到大型，复杂的安装。SCADA系统是许多现代行业的支柱，包括：

能源 食品与饮料 制造业

石油和天然气 权力 回收

运输 水和废水 还有更多

在当今世界的任何地方，几乎任何地方都有某种类型的SCADA系统在幕后运行：维护当地超市的制冷系统，确保炼油厂的生产和安全，达到废水处理厂的质量标准，甚至跟踪您在家中的能源使用情况，仅举几个例子。
有效的SCADA系统可以节省大量的时间和金钱。已经发布了许多案例研究，重点介绍了使用现代SCADA软件解决方案（如Ignition）的好处和节省。

SCADA的诞生

要了解SCADA的起源，我们必须了解工业组织试图解决的问题。在20世纪中叶引入SCADA概念之前，许多制造车间、工业厂房和远程站点依靠人员通过按钮和模拟拨号盘手动控制和监控设备。
随着工业楼层和远程站点的规模开始扩大，需要解决方案来远距离控制设备。工业组织开始利用继电器和计时器来提供一定程度的监督控制，而不必派人到远程位置与每个设备进行交互。

虽然继电器和定时器通过提供有限的自动化功能解决了许多问题，但随着组织继续向外扩展，更多的问题开始出现。继电器和定时器很难重新配置、故障查找，控制面板占用了一个又一个机架的空间。需要一个更有效和完全自动化的控制和监测系统。

在1950年代初期，计算机首次被开发并用于工业控制目的。当时，监督控制开始在主要公用事业、石油和天然气管道和其他工业市场中流行起来。在1960年代，建立了用于监测的遥测技术，它允许自动通信将测量值和其他数据从远程站点传输到监控设备。“SCADA”一词是在1970年代初创造的，在这十年中微处理器和PLC的兴起比以往任何时候都提高了企业监测和控制自动化流程的能力。

SCADA的演变

SCADA的第一次迭代始于大型计算机。我们今天所知道的网络不可用，每个SCADA系统都独立存在。这些系统现在被称为单片SCADA系统。
在80年代和90年代，由于较小的计算机系统、局域网（LAN）技术和基于PC的HMI软件，SCADA不断发展。SCADA系统很快就能够连接到其他类似的系统。这些系统中使用的许多LAN协议都是专有的，这使供应商能够控制如何优化数据传输。不幸的是，这些系统无法与其他供应商的系统进行通信。这些系统被称为分布式SCADA系统。
在1990年代和2000年代初，在分布式系统模型的基础上，SCADA采用了增量更改，采用了非特定于供应商的开放系统架构和通信协议。SCADA的这种迭代称为网络SCADA系统，利用了以太网等通信技术。联网的SCADA系统允许其他供应商的系统相互通信，减轻了旧SCADA系统施加的限制，并允许组织将更多设备连接到网络。

虽然SCADA系统经历了实质性的演变变化，但许多工业组织仍在努力从企业级访问工业数据。到1990年代末至2000年代初，出现了技术繁荣，个人计算和IT技术加速发展。结构化查询语言（SQL）数据库成为IT数据库的标准，但未被SCADA开发人员采用。这导致了控制和IT领域之间的裂痕，SCADA技术随着时间的推移变得过时。

传统的SCADA系统仍然使用专有技术来处理数据。无论是数据历史学家、数据连接器还是其他数据传输方式，解决方案都是混乱且极其昂贵的。现代SCADA系统旨在通过利用最好的控制和IT技术来解决这个问题。

现代SCADA系统

现代SCADA系统允许从世界任何地方访问来自工厂车间的实时数据。这种对实时信息的访问使政府、企业和个人能够就如何改进其流程做出数据驱动的决策。如果没有SCADA软件，即使不是不可能，也很难收集足够的数据来做出始终如一的明智决策。
此外，大多数现代SCADA设计器应用程序都具有快速应用程序开发（RAD）功能，允许用户相对轻松地设计应用程序，即使他们没有广泛的软件开发知识。
将现代IT标准和实践（如SQL和基于Web的应用程序）引入SCADA软件，大大提高了SCADA系统的效率，安全性，生产力和可靠性。
利用SQL数据库功能的SCADA软件比过时的SCADA软件具有巨大的优势。将SQL数据库与SCADA系统一起使用的一大优势是，它可以更轻松地集成到现有的MES和ERP系统中，从而允许数据在整个组织中无缝流动。
来自SCADA系统的历史数据也可以记录在SQL数据库中，这使得通过数据趋势分析更容易进行数据分析。