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SCADA系統軟件


 一、匠興SCADA系統軟件概述

匠興 SCADA系統 (Supervisory Control And Data Acquisition):數據采集及監視控制系統,是
對分布距離遠、生產單位分散的工業現場運行設備進行監視和控制,實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能,通過網絡系統,能將生產現場狀態傳輸到不同的監控平臺,并以聲音、圖形、圖象等形式展示。

SCADA系統軟件

匠興SCADA系統軟件位于現場控制層和上層MES數據應用層之間,以OPC、TCP/IP、串口等幾種方式與控制層通訊,通過OPC、WCF、WebService、DCOM等方式將數據送往上層MES業務系統。

二、匠興SCADA系統軟件的運行

系統通過OPC/ModBUS/SECS等工業協議來連接工廠中的各種智能控制設備,并讓智能控制設備與生產過程和事務管理的設備或儀表相結合,實時感知設備各種參數狀態,將這些狀態信號轉換成數字信號,通過特定數字通信網絡傳遞到PLC設備中。

SCADA系統軟件運行

匠興SCADA系統軟件所連接的控制設備通常是PLC(可編程控制器),也可以是智能表,板卡等,接收到PLC、智能表、板卡等設備的反饋信息后,系統以聲音、圖形、圖象等方式顯示給用戶終端,以達到監視的目的。通過SCADA系統與MES系統集成,SCADA系統負責與設備實時通訊、實時記錄與報警,其關鍵信息在處理之后,會傳遞與MES系統進行歸檔與業務邏輯處理,SCADA系統的某些事件(Event)能觸發MES中的流程事務(Transaction),同時MES中流程控制邏輯、作業參數、配方等信息也可以交由SCADA系統執行。

三、匠興SCADA系統軟件結構

匠興SCADA系統軟件包括三大結構:下層現場設備層、中層過程監控層、上層業務管理層,覆蓋從底層現場設備到上層信息網絡的不同層面,通過這三大結構,可以對工業生產過程進行數據采集及監控,還能完成與企業信息系統的數據交換和傳遞,比如ERP系統、MES系統等。

SCADA系統軟件結構

1、下層現場設備層

直接控制功能,對工業過程現場數據采集以及控制指令執行。包括各種傳感器、儀器儀表、動作器等現場設備,采用開放現場總線協議,各種現場設備以網絡節點的形式掛接在現場總線網絡上,構成實時網絡化的現場控制系統。該現場設備層接受過程監控層的監控,并且向其傳輸各種現場數據。

下層現場設備層功能

數據采集:配置各種輸入設備(DI、AI等)進行數據采集
控制:配置各種輸出設備(DO、AO等)對現場設備進行控制

下層現場設備層設備類型

遠程終端單元(RTU)
RTU
RTU(Remote Terminal Unit,RTU)是安裝在遠程現場的電子設備,用來監視和測量安裝在遠程現場的傳感器和設備,它具有提高信號傳輸可靠性、減輕主機負擔、減少信號電纜用量、節省安裝費用等方面優點。

RTU的主要作用是進行數據采集及本地控制,進行本地控制時作為系統中一個獨立的工作站,可以獨立完成連鎖控制、前饋控制、反饋控制、PID等工業上常用的控制協調功能;進行數據采集時作為一個遠程數據通訊單元,完成或響應本站與中心站或其他站的通訊和遙控任務。

RTU的配置與程序執行:主要配置有CPU模板、I/O(輸入/輸出)模板、通訊接口單元,以及通訊機、天線、電源、機箱等輔助設備;RTU能執行的任務流程取決于下載到CPU中的程序,應用程序可用工程中常用的編程語言編寫,如梯形圖、C語言等,有些設備采用C語言編程。

PLC(中、小型)

PLC

典型的小型PLC產品有三菱的FX2N系統PLC、西門子的S7200系統、OMRON的CPM1A等;有些SCADA系統會選用中型的PLC產品,如三菱的Q系列、西門子的S7-300、A-B公司的ControlLogix和施耐德的Quantum系列等

PAC(可編程自動化控制器)

PAC

作為一種開放型的自動化控制設備,PAC在SCADA系統的下層現場設備層的應用逐步增多,主要產品有:GE Fanuc公司的PACSystemsRX3i/7i、NI公司的Compact FieldPoint、Beckoff公司的CX1000、A-B公司的CompactLogix和研華公司的ADAM-5510EKW等

智能儀表

智能儀表

在一些側重數據采集、信息集中管理與遠程監管的應用中,遠程控制功能要求較低,在這類SCADA系統中,大量使用各種現場儀表作為下層設備層設備,如智能流量計量表、冷量熱量表、智能巡檢儀等。

2、中層過程監控層

這一層主要側重監控功能,一般由控制計算機完成,它與現場總線相連,或者通過專門的現場總線接口轉換器實現現場總線網段與以太網段的連接。這一層從現場設備層獲取工業過程的數據,完成運行參數監視、報警和趨勢分析等功能,并發送各種控制指令。

中層過程監控層組成

包括SCADA系統的主控服務器、備份服務器、數據庫服務器、人機界面、現場網絡和以太網的轉換設備等。

中層過程監控層功能

數據采集和狀態顯示
遠程監控
報警和報警處理
事故追憶和趨勢分析
與其他應用系統的結合

選用工控機或商用機
工控機
中層過程監控層一般采用工控機,因為工控機在商用計算機上進行了改裝與加固,以適應工業應用的要求,主要體現在:硬件結構、系統可靠性、抗干擾性和環境適應性等。隨著商業機可靠性不斷增強,以及商用機與工控機之間較大的價格差距,SCADA系統軟件選用商用機作為中層上位機,對于可靠性要求高的場合,可以通過熱備等方式來實現。

3、上層業務管理層

主要是企業信息網絡,通常與互聯網聯通,是普通的IP網絡,網絡中包括各種通用的服務器、主機、網絡設備、安全防護設備等,提供WEB、FTP、郵件等網絡服務。在匠興SCADA系統軟件控制網絡模型中,現場設備層與過程監控層、業務管理層之間通過數據傳輸與交互,實現了控制網絡與信息網絡的緊密集成。另外,這一層通常還存在遠程用戶訪問點,允許遠程用戶通過瀏覽器等方式查詢網絡運行狀態以及現場設備的狀況,對生產過程進行實時監控。對于有權限的用戶還可以遠程修改各種設備參數和運行參數,從而在廣域網范圍實現工業過程的遠程監控。

SCADA系統軟件上層業務管理層

ERP的數據需求連接到車間,意味SCADA將成為ERP系統部署的橋梁。為了讓生產跟蹤和車間數據傳輸到ERP系統,需要將SCADA和MES系統等生產系統所在的工業網絡連接到IT網絡。匠興科技SCADA系統軟件大部分連接到企業網絡,通過虛擬專用網(VPN)可以從任何地方連接遠程訪問系統。

四、匠興SCADA系統軟件功能特點

 
1、圖形化界面。界面采用模塊化設計,并考慮整體工藝流程,數據點與界面進行緊密關聯,可圖形化展示工廠的生產工藝過程,并將機臺指標進行掛鉤及實時展示以方便人們可以直觀的監視整個系統,查看采集上來的數據。整體界面加入了設備形象化處理元素,達到看圖便知的作用。
2.系統狀態動態模擬,匠興SCADA系統軟件一般都是實時性的把數據傳送到監控中心,利用動態模擬可以很直觀的監測系統。
3.實時資料和歷史趨勢。匠興SCADA系統軟件對各個數據點進行歷史記錄,記錄頻次達到秒級。只有將實時數據完整的記錄下來,并且在此基礎上利用相關的計算方式進行計算得出相關的數據,系統才可以起到真正的作用。
4.報警處理系統,當系統出現異常情況時,系統可以發出告警信息,以及時處理相關問題。
5.數據采集及記錄,系統通過相關數據采集設備將分布在各個地點的數據采集到監控中心,并且記錄下來供系統使用。可以指定任意時間段去檢索數據,并形成數據表格及曲線走勢,幫助用戶更好的分析指標的穩定性和是否存在異常;
6.數據分析,匠興SCADA系統軟件將數據進行相關分析,分析后數據可供管理者決策數據支持
7.報表或圖表輸出,對采集數據及分析數據進行圖表化或報表話展現

 
五、匠興SCADA系統軟件應用案例
 
SCADA系統應用案例  SCADA系統應用案例
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SCADA系統應用案例  SCADA系統應用案例7.png





 


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