SCADA與RTU系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用需求

        遠(yuǎn)程測(cè)控(RTU)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)層，應(yīng)該是多種多樣的，應(yīng)根據(jù)需求和技術(shù)的發(fā)展而不斷前進(jìn)。作為遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)測(cè)量端的現(xiàn)場(chǎng)層，各行業(yè)情況差異很大。一般單個(gè)測(cè)量?jī)x表多接到RTU上，形成多點(diǎn)I/O集中，安裝在現(xiàn)場(chǎng)或現(xiàn)場(chǎng)附近，可經(jīng)數(shù)傳電臺(tái)發(fā)射接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)，連入網(wǎng)絡(luò)。有些行業(yè)發(fā)展到在單個(gè)變速器上可發(fā)射接收無(wú)線(xiàn)電波，從而多臺(tái)轉(zhuǎn)變器和監(jiān)視站形成局域網(wǎng)。RFID射頻識(shí)別技術(shù)做到智能卡貼在物體上，可以發(fā)射、接收無(wú)線(xiàn)電波，做到“物與物相聯(lián)”，這也是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。

        遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用需求

        遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)，廣義看，包括局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和城際網(wǎng)(廣域網(wǎng))，通信距離從幾公里到幾百公里、幾千公里，甚至更遠(yuǎn)，地域跨越城市內(nèi)和城市間，直到陸地海洋。狹義看，是測(cè)點(diǎn)分散(1-2公里)以測(cè)量和數(shù)據(jù)采集為主，控制較少且簡(jiǎn)單(泵啟?；騿位芈氛{(diào)節(jié))，即檢測(cè)分散、數(shù)據(jù)處理及顯示操作集中，數(shù)據(jù)處理量大，數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)有多種方式。

        遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)對(duì)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，有的要求連續(xù)測(cè)量數(shù)據(jù)，有的則要求定時(shí)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，所以現(xiàn)在無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)淖兯推鳎驍嗬m(xù)工作，可節(jié)省能量，做到了低功耗，所以可以用電池供電。

        RTU應(yīng)該至少具備以下兩種功能：

        數(shù)據(jù)采集及處理

        數(shù)據(jù)傳輸(網(wǎng)絡(luò)通信)

        許多RTU還具備PID控制功能或邏輯控制功能、流量累計(jì)功能等。

        由于在網(wǎng)絡(luò)中形成集中監(jiān)視站，這就產(chǎn)生了SCADA軟件( 監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集Supe rvi sory Cont rol and Da t aAcquisition)，該測(cè)控系統(tǒng)也稱(chēng)為SCADA系統(tǒng)。

        SCADA系統(tǒng)和SCADA軟件

        SCADA系統(tǒng)軟件分為兩部分：人機(jī)界面軟件和數(shù)據(jù)采集軟件，對(duì)應(yīng)軟件可以寫(xiě)成HMI/SCADA軟件。對(duì)應(yīng)SCADA系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)單分為人機(jī)界面設(shè)備和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，無(wú)線(xiàn)通信情況下，還有通信處理前置機(jī)，人機(jī)界面設(shè)備監(jiān)視站內(nèi)現(xiàn)有中心數(shù)據(jù)庫(kù)。如某SCADA系統(tǒng)調(diào)度中心的配置為：服務(wù)器、廣域骨干網(wǎng)、工作站、通信前置機(jī)。

        SCADA軟件已經(jīng)成為獨(dú)立的產(chǎn)品，在工控行業(yè)又稱(chēng)為組態(tài)軟件。它由主要解決人機(jī)界面問(wèn)題，而擴(kuò)大至組態(tài)控制策略、建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、通信及聯(lián)網(wǎng)提供各種I/O的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。它的主要功能有：應(yīng)用程序管理器、圖形界面開(kāi)發(fā)/運(yùn)行程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)/運(yùn)行程序、I/O驅(qū)動(dòng)程序等。其它功能組件還有：通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口(ODBE接口)/運(yùn)行程序、控制策略編輯/生成組件、實(shí)用通信程序組件等。

        標(biāo)準(zhǔn)化方面， 采用I E C6 11 3 1 - 3 及OPC、TCP/TP等。

        SCADA軟件運(yùn)行后，可以完成如下幾個(gè)任務(wù)：查看現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和流程畫(huà)面;自動(dòng)打印各種實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)報(bào)表;自由瀏覽各種實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì);及時(shí)得到并處理各種過(guò)程報(bào)警和系統(tǒng)報(bào)警、在必要時(shí)人為干預(yù)生產(chǎn)過(guò)程，修改相關(guān)參數(shù)或狀態(tài)(手動(dòng)操作);與管理部門(mén)的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，為管理部門(mén)提供實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。

        現(xiàn)場(chǎng)儀表及RTU

        遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)儀表提供各種檢測(cè)的數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)條件各不相同，所以應(yīng)有多種儀表，供用戶(hù)和設(shè)計(jì)人員選擇。

        ● 近幾年發(fā)展起來(lái)的工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)(局域網(wǎng))，主要由中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所為代表，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)提出，已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)WIA(Wireless Networds for IndustrialAutomation)，它采用Mesh(網(wǎng)絡(luò))路由結(jié)構(gòu)、全網(wǎng)TDMA模式、帶電池的低能耗技術(shù)，它有WIA無(wú)線(xiàn)通信模塊，與溫度模塊、壓力流量模塊、液位流量模塊等集成智能無(wú)線(xiàn)模塊——現(xiàn)場(chǎng)儀表(每個(gè)儀表有一個(gè)天線(xiàn))，另有WIA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)，下與現(xiàn)場(chǎng)儀表無(wú)線(xiàn)通信，數(shù)據(jù)匯集，再經(jīng)Ethernet等串口與中央控制室有線(xiàn)系統(tǒng)相連。還可以集成遠(yuǎn)程傳輸無(wú)線(xiàn)通信GPRS模塊DTU。

        ● 近十多年來(lái)一直用于油田、城市煤氣管線(xiàn)、自來(lái)水廠的水源地等處的RTU遠(yuǎn)程終端單元，它是成熟的產(chǎn)品，滿(mǎn)足了幾點(diǎn)~幾十點(diǎn)輸入、輸出信號(hào)的連接，檢測(cè)儀表是專(zhuān)用的或通用的模擬儀表，輸出信號(hào)可以是模擬量和開(kāi)關(guān)量，經(jīng)過(guò)這一集中，經(jīng)調(diào)制解調(diào)器接入數(shù)傳電臺(tái)。這種模式，在現(xiàn)場(chǎng)用于分散測(cè)點(diǎn)的初步集中，便于1:1的無(wú)線(xiàn)傳輸。

        ● 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)( 2 0 余種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，包括HART)，它提供數(shù)字化的現(xiàn)場(chǎng)儀表，作為遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)是有優(yōu)先條件的。原設(shè)計(jì)通信介質(zhì)有無(wú)線(xiàn)，但只是作為距離的延伸，現(xiàn)在還有遠(yuǎn)程輸入/輸出設(shè)備等，如何形成無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)還在研發(fā)過(guò)程中。

        ● 用PLC控制器作RTU替代品，這也是一個(gè)在很多現(xiàn)場(chǎng)可行的方案，而且工程實(shí)例很多。

        ● RFID技術(shù)，目前在工廠管理、物流行業(yè)已逐步應(yīng)用，它是非接觸式的可移動(dòng)的智能身份證，在識(shí)別跟蹤、查找等方面，功能顯著，它將是物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)，也是遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)可開(kāi)拓的領(lǐng)域。

        總之，遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)層，應(yīng)該是多種多樣的，應(yīng)根據(jù)需求和技術(shù)的發(fā)展而不斷前進(jìn)。