机电集成技术（高级）课件 模块一 机电集成系统设计 SCADA系统认知及设计方法.pptx
SCADA系统认知及
设计方法
——课证融通课程
1SCADA系统认知
2SCADA系统设计
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1.SCADA系统认知
SCADA是英文“SupervisoryControlAndDataAcquisition”
的简称，直译成中文就是“监督控制与数据采集”，有些文献也简称位监
控系统。SCADA系统的监控功能是通过人机界面来实现的，即操作人员可
以通过人机界面监视被控系统的运行。从SCADA系统名称可以看出，其包
含两个层次的基本功能：数据采集和监控。
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1.SCADA系统认知
SCADA系统在控制层面上至少具有两层结构以及连接这两层子系统
的通信网络，这两层子系统是处于测控现场的数据采集与控制终端设备
（通常称为下位机）和位于中控室的集中监视、管理和远程监控计算机
（上位机）。复杂的SCADA系统可以有多个现场监控中心，每个监控中心
与一定数量的现场控制站通信，完成一定范围内设备监控。上一层的调度
中心再与现场监控中心通信，对整个现场设备进行远程监控，对整个被控
设备、过程进行集中管理。
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1.SCADA系统认知
SCADA系统作为生产过程和事务管理自动化最为有效的计算机软硬
件系统之一，它包含3个部分：
第一个是分布式的数据采集系统，也就是通常所说的下位机；
第二个是过程监控与管理系统，即上位机；
第三个是数据通信网络，包括上位机网络系统、下位机网络，以及将
上、下位机系统连接发通信网络。
SCADA系统的这三个组成部分的功能不同，但三者的有效集成则构
成了功能强大的SCADA系统，完成对整个过程的有效监控。
通信
上位下位
网络
机机
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1.SCADA系统认知
一般下位机可以是远程终端单元RTU、各种中、小型PLC、可编程自
动化控制器、智能仪表中的一种；上位机包括SCADA服务器、工程师站、
操作员站、Web服务器等，这些设备通常采用以太网联网；通信网络在
SCADA系统中扮演重要作用，在一个大型的SCADA系统中，包含多种层
次的网络，如设备层总线，现场总线；在控制中心有以太网，而连接上、
下位机的通信形式更是多样，既有有线通信，也有无线通信，有些系统还
有微波、卫星等通信方式。
从智能制造单元系统集成应用平台的功能应用和需求看，其属于典型
的SCADA系统，进行控制系统方案设计时，可按照SCADA系统的设计方
法进行设计。
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2.SCADA系统设计
SCADA系统设计原则
随着控制技术的发展，SCADA系统在很多行业都可以有不同的解决
方案，而且这些方案各有特点，很难比较说哪个更好。在设计时，可以考
虑以下的原则与要求，选取一个综合指标好的方案。
（1）可靠性
当下位机工作环境比较恶劣时，将存在着各种干扰，因此在系统设计
时必须立足于系统长期、可靠和稳定的运行。因为一旦控制系统出现故障，
轻者影响生产，重者造成事故，甚至人员伤亡。因此，在系统设计过程中，
要把系统的可靠性放在首位，以确保系统安全、可靠和稳定地运行。
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2.SCADA系统设计
（2）先进性
先进的SCADA系统不仅具有很高的性能，满足生产过程所提出的各
种要求和性能指标，而且对于生产过程的优化运行和实施其他综合自动化
措施都是有好处的。先进的SCADA系统通常都符合许多新的行业标准，采
用了许多先进的设计理念与先进设备，因此可以确保系统在较长时间内稳
定可靠工作。当然，也不能片面追求系统的先进性而忽视系统开发、应用
及维护的成本和实现上的复杂性与技术风险。
（3）实时性
SCADA系统的实时性，表现在对内部和外部事件能快速、及时的响
应，并做出相应的处理，不丢失信息，不延误操作。
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2.SCADA系统设计
（4）开放性
SCADA系统多是采用系统集成的办法实现的，即