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1、SCADA系系统统、技、技术进术进步与步与发发展展趋势趋势2内容内容SCADA系系统统技技术术进进步步大型大型SCADA系系统统及其及其应应用用SCADA系系统统在两在两化融合中的作用化融合中的作用SCADA系系统结统结构研究构研究SCADA系系统统技技术术概要概要SCDA系统的安全性讨论讨论 Q&ASCADA系系统发统发展展趋势趋势SCADA系系统统技技术术概要概要IEEE在在1987年就年就给给出了出了SCADA的定的定义义： ：（ （A system operating with coded signals over communication channels so as to pro
2、vide control of RTU equipment. The supervisory system may be combined with a data acquisition system by adding the use of coded signals over communication channels to acquire information about the status of the RTU equipment for display or for recording functions） ）SCADA系系统统是利用通是利用通讯讯通道上的通道上的编码编码信号控
3、制信号控制RTU（ （Remote Terminal Unit： ：远远程程终终端端单单元）元）设备设备的系的系统统；又是将数据采集功能和通；又是将数据采集功能和通过过通信通道通信通道获获得得RTU设备设备状状态态的的显显示或示或记录记录信息功能信息功能结结合在一起的合在一起的监监管系管系统统。此定。此定义义中中强调强调SCADA系系统统利用通信通道控制利用通信通道控制远远程程终终端端单单元的元的设备设备，采集，采集远远程程终终端端单单元的元的设备设备状状态态并并显显示或示或记录记录。 。SCADA系系统统可以可以让让用用户户采集到采集到远远距离（百公里到千公距离（百公里到千公里）、大范里）、
4、大范围围（方（方圆圆数百到数千公里）内的数百到数千公里）内的场场、站或其他、站或其他工工业实业实体的各种体的各种设备设备或装置的状或装置的状态态信息；也可信息；也可发给这发给这些些设备设备或装置一定的控制指令。或装置一定的控制指令。SCADA系系统统可以使系可以使系统统操作操作员员在控制室里去在控制室里去访问远访问远方的方的场场、站或其他工、站或其他工业实业实体。体。SCADA系系统统在操作站提供人机接口在操作站提供人机接口软软件，件，为为操作操作员员提供提供远远程操作手段，提供程操作手段，提供对对全系全系统统的的远远程站点的程站点的监监控管理功能。控管理功能。SCADA是以通是以通过远动过远
5、动通道通道实现实现数据采集数据采集和遥控功能和遥控功能为为主要特征的主要特征的监监控系控系统统。 。SCADA系系统应统应用用SCADA系系统应统应用于下列用于下列领领域：域：方方圆圆数千公里的数千公里的电电力力传传送系送系统统。 。SCADA系系统监测线统监测线网网负载负载状况，控制开关并响状况，控制开关并响应线应线网网负载变负载变化。化。小水小水电电站群站群监监管系管系统统。 。SCADA系系统统响响应应用用户户需求需求对远对远程的程的发电发电机启停，快速响机启停，快速响应电应电网网对对小小电电站的供配站的供配电电需求。需求。分布在分布在较较大范大范围围的油、气生的油、气生产实产实体，包括
6、：油井，气井，油、气采集系体，包括：油井，气井，油、气采集系统统，流量，流量测测量量设备设备、 、泵泵站等。站等。油、气、水和化学介油、气、水和化学介质质的管道的管道传输传输系系统统。 。SCADA系系统统控制管道控制管道阀门阀门的开的开闭闭和加和加压泵压泵的的启停，启停，监视监视管道的状况管道的状况对对市市场场条件迅速做出响条件迅速做出响应应、减少危、减少危险险或或对环对环境有害的影响。境有害的影响。方方圆圆百里的大型灌区。百里的大型灌区。SCADA系系统负责统负责采集遍布全灌区的采集遍布全灌区的计计量量阀阀的数据以的数据以统计统计水量水量的消耗，控制的消耗，控制简单简单的的阀门阀门的开关。
7、的开关。大范大范围围的的环环境境监测监测系系统统和和环环境警示系境警示系统统。 。SCADA系系统统采集大范采集大范围围、大区域内的、大区域内的环环境境监测监测信息，信息，监监管分散于各地的管分散于各地的环环境探境探测测器。器。SSCADA软软件件处处理理这这些信息、些信息、协协助管理大助管理大区域的区域的环环境。境。城市城市轨轨道交通分立的自道交通分立的自动动化系化系统统和和综综合合监监控系控系统统。城市。城市轨轨道交通中的道交通中的SCADA系系统统是是分分层层分布式大型分布式大型SCDA系系统统，可用作，可用作电电力、力、环环控、控、ATS等等专业专业或作或作综综合合监监控管理。控管理。
8、传统传统SCADA与与现现代代SCADA的的结结构构SCADA系系统结统结构研究构研究现现代代SCADA系系统结统结构分析方法：构分析方法： (1）主站与从站是）主站与从站是SCADA结结构基本构基本单单元。元。（ （2）多主站、多从站构造各种）多主站、多从站构造各种SCADA系系统统。 。 (3）分布式网）分布式网络络与分布式与分布式环环境。境。 (4）开放的）开放的SCADA软软件平台与件平台与应应用服用服务务器。器。（ （5） ） RTU（ （Remote Terminal Unit)和和IED(Intelligent Electronic Devices)SCADA系系统统现场现场控制
9、器。控制器。SCADA的主站的主站结结构与功能构与功能MASTER STATION 主站的主站的结结构构 SCADA系系统统主站技主站技术术概要概要主站的硬件与主站的硬件与软软件在一个分布式件在一个分布式环环境境 实时实时局域网局域网连连接各接各类计类计算机与服算机与服务务主站由一个开放的主站由一个开放的软软件平台支持件平台支持 系系统统遵循国遵循国际标际标准：准：POSIX、 、MS-WINDOWS、 、IEC-60810-6、 、IEEE1379的的RTU标标准。准。HMI应应用服用服务务器：器：（ （1）核心系）核心系统统服服务务器。（器。（2）数据子系）数据子系统统服服务务器。（器。（
10、3）高）高级应级应用子系用子系统统服服务务器。（器。（4） ）历历史与史与趋趋势势数据数据库库。（。（5） ）组态组态与管理服与管理服务务器。器。通信通信处处理器（前端，又称理器（前端，又称FEP） ）SCADA系系统统从站从站结结构构SCADA从站技从站技术术概要概要数据采集与数据采集与远东远东控制功能的完成控制功能的完成RTU和和IEDIED： ：Intelligent Electronic Devices从站控制器从站控制器PLC从站的从站的时钟时钟功能。功能。从站功能：从站功能： 测测量、状量、状态监视态监视、控制、保、控制、保护护、 、辅辅助服助服务务、 、时间时间同步、数据同步、数
11、据库维护库维护、 、HMI、数据的、数据的远远程存取程存取和控制。和控制。形形态态各异的各异的SCADA系系统统单单主站加多主站加多RTU双主站（冗余）加多双主站（冗余）加多RTU多主站加多多主站加多RTU多主站（冗余）加多多主站（冗余）加多RTU（冗余）（冗余）主站加多从站加多主站加多从站加多RTU单单主站加数据主站加数据转换转换器加多器加多IED多主站加数据多主站加数据转换转换器加多器加多IED本地局域网挂接多本地局域网挂接多IED经经路由器与主站路由器与主站联联网网SCADA系系统统的构成（的构成（1） ）SCADA系系统统的构成（的构成（2） ）SCADA系系统统的构成（的构成（3）
12、）SCADA系系统统的构成（的构成（4） ）SCADA系系统统的构成（的构成（5） ）SCADA系系统统的构成（的构成（6） ）SCADA系系统统的构成（的构成（7） ）SCADA系系统统的构成（的构成（8） ）SCADA技技术进术进步步大型化大型化SCADA系系统统多多样样性性应应用用结结构使适构使适应应性广泛性广泛分布式分布式结结构构软软件平台的件平台的进进步步从站集成了更多的新技从站集成了更多的新技术术大型大型SCADA系系统统大型大型SCADA监监控系控系统统的的发发展展大大铁铁、地、地铁铁、高速公路、高速公路、桥桥梁隧道、梁隧道、输输油、油、输输气、气、输输水等大型工程的水等大型工程
13、的监监控系控系统统在工程高效、安全运在工程高效、安全运营营方方面面发挥发挥着愈来愈重要的作用。着愈来愈重要的作用。工程各工程各节节点的点的监监控要求高、控要求高、节节能能环环保要求高，安全保要求高，安全性要求高性要求高要求建成高性能指要求建成高性能指标标的的监监控系控系统统。 。在底在底层层信息充分支持的基信息充分支持的基础础上要求上要求实现实现更智能化更智能化的功能，要求集成更多的相关信息、更多的子系的功能，要求集成更多的相关信息、更多的子系统统， ，实现实现工程信息化。工程信息化。在大型工程中在大型工程中实现实现两化融合，建成智能两化融合，建成智能监监控系控系统统。 。SCADA监监控系控
14、系统设计统设计的素的素质质要求要求设计设计院要高屋建瓴，以院要高屋建瓴，以创创新的新的设计设计理念理念实现实现高效率高效率、高、高环环境品境品质质的的监监控系控系统统。 。基基础础理理论论、 、创创新新应应用和技用和技术术前瞻是前瞻是设计师们设计师们的素的素质质要求。要求。改善地球家园，改善人改善地球家园，改善人类类的生活与的生活与环环境是当今境是当今设计设计师们师们的天的天职职。 。SCADA监监控系控系统统技技术进术进展展底底层传层传感器技感器技术执术执行器技行器技术术的的进进步。步。现场总线现场总线、无、无线线网网络络技技术进术进步。步。LAN、 、WAN及及INTRNET的成熟。的成熟
15、。大型大型监监控系控系统软统软件平台。件平台。企企业业信息化技信息化技术进术进步。步。两化融合大系两化融合大系统统。 。SCADA系系统发统发展展趋势趋势连连通性、网通性、网络络速度、网速度、网络络集成性与有效性集成性与有效性网网络络与系与系统统安全性安全性数据存数据存储储、数据集成与数据保、数据集成与数据保护护系系统统保保护护系系统统供供电电系系统统大型化大型化实现实现两化融合两化融合SCADA系系统统的安全性的安全性系系统统加固（加固（system hardening):系系统结统结构构设计设计：冗余：冗余设计设计闯闯入探入探测测系系统统(HIDS) 软软件件对对系系统统安全的保安全的保证
16、证系系统边统边界（界（perimeter）保）保护护：防火：防火墙墙、网、网络闯络闯入探入探测测系系统统、高、高频频噪声防噪声防护护等等角色角色访问访问控制控制终终端端设备设备安全性安全性物理安全性物理安全性网网络络隔离隔离通信安全技通信安全技术术与与IT安全技安全技术术以以SCADA为为基基础础的智能的智能监监控系控系统统监监控系控系统统+监监控系控系统统信息化信息化=智能智能监监控系控系统统广泛的广泛的监监控信息。控信息。监监控信息的高控信息的高层应层应用用信息化。信息化。工程的需求分析及智能功能工程的需求分析及智能功能创创新。新。监监控信息数据控信息数据库库的挖掘。的挖掘。高高级级管理管理应应用。用。战战略决策分析。略决策分析。广泛的广泛的监监控信息控信息所有底所有底层设备监层设备监控信息控信息系系统统本身信息本身信息相关相关环环境信息境信息服服务对务对象信息象信息安全相关信息操作指安全相关信息操作指导导信息信息检检修修维护维护信息信息调调度指度指挥挥信息信息管理信息管理信息方案方案举举例：客运例：客运专线专线信息化大系信息化大系统统监监控信息的高控信息的高层应层应用用信息化信息
