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SCADA系统介绍

SCADA系统是工控领域的一个重要应用形态，是一种基于现
代信息处理技术及监测技术实现生产过程自动化控制和数据管
理的系统，可以实现生产设备的远程监测和控制。本文将对
SCADA系统的定义、功能、组成部分、原理及应用领域等进
行详细介绍。

一、SCADA系统的定义

SCADA是英文SupervisoryControlAndDataAcquisition系统
的简称，也叫作监控与数据采集系统。SCADA系统是一种应
用于工业生产控制领域的现代化自动化系统。SCADA系统通
过远程数据采集和数据传输技术，实现了对生产设备的远程监
测、控制和管理，其主要功能包括数据采集、数据处理、数据
存储、报警和自动控制等。

二、SCADA系统的功能

SCADA系统在企业生产中的主要功能是实现生产设备的远程
监测和控制，包括以下几个方面的功能：

1、远程监测：通过远程传输数据技术，实时监测生产现场的
各项参数数据，如温度、湿度、压力、流量、浓度、电流、电
压等。

2、远程控制：通过远程控制技术，远程控制生产线上的各项
设备，包括开关灯、开关机、调节温度、调节压力等。

3、数据记录：自动记录生产现场的各项参数数据，并进行存
储，便于历史数据的查询和统计分析。

4、报警提示：根据预设的参数阈值，当生产现场某些参数出
现异常时，及时发出报警提示，以保障生产设备的安全运行。

三、SCADA系统的组成部分

SCADA系统分为两个主要部分:前端和后端。前端负责数据采
集、数据处理、监视等工作，后端负责数据存储、统计分析、
报警处理等工作。下面将对SCADA系统的组成部分进行详细
介绍。

1、前端

前端包括数据采集设备、人机界面和通信模块等几个部分。

（1）数据采集设备

数据采集设备通常由传感器、信号处理器、数据采集卡、数据
采集仪器等组成。传感器主要负责测量生产现场各项参数，信
号处理器则负责对传感器采样的模拟信号进行处理，并将处理
后的信号转化为数字量信号，数字量信号经过数据采集卡转
化为计算机能够识别的信号，最后数据采集仪器将数据发送到
计算机，供后续处理使用。

（2）人机界面

人机界面主要是以计算机显示屏幕为主的，使控制中心能够实
时监控生产现场各项参数、进行数据管理，并能控制各种机电
设备的启停、调节等控制操作。

（3）通信模块

通信模块是前端与后端之间数据传输的核心，保证了数据的传
输和控制命令的实时发送。通过各种通信协议，前端设备与主
控计算机之间可以实现数据的双向传输。

2、后端

后端主要包括数据库、分析软件和报警系统等几个部分。

（1）数据库

SCADA系统后端数据库主要用于数据存储和历史数据查询，
数据库提供了实时和历史数据的查询接口，通过数据库可以对
数据进行存储、归档、安全备份和高效查询等操作。

（2）分析软件

分析软件以数据为基础，提供了多种数据处理和分析功能，通
过将历史数据进行分析，帮助企业管理者进行决策和规划，同
时提供多种展示方式，方便管理者快速获取信息。

（3）报警系统

SCADA系统的报警系统专门负责监测生产现场各项参数数据，
当数据出现异常时，报警系统会发出各种形式的报警信号，通
知操作人员进行处理和应急措施。

四、SCADA系统的工作原理

SCADA系统的工作原理是通过计算机、现场总线、PLC等设
备实现的。现场总线作为连接前端和后端的核心，负责前后端
之间数据的传输和控制命令的实时发送。PLC负责将控制信
号发送到生产现场的设备上，并将状态信息反馈给SCADA系
统。计算机则负责数据的采集、处理、分析、存储和展示等方
面的工作。

SCADA系统的信号采集、控制、管理、传输采用开放式、标
准化的技术规范，以便其应用于不同厂商的产品、设备和系统
中，具有极强的通用性和兼容性，不断提高了整个系统的可靠
性和安全性。

五、SCADA系统的应用领域

SCADA系统广泛应用于工业领域、交通运输业、公共事业和
环境保护等领域，其应用范围主要包括以下几个方面：

1、工业领域：SCADA系统可实现生产设备的远程控制和监
测，广泛应用于制造业、能源行业、化工行业等领域。

2、交通运输业：SCADA系统可实现交通信号与道路状况的
远程监测和控制，广泛应用于高速公路、轨道交通等领域。

3、公共事业：SCADA系统可实现对城市公共设施的远程监
测和控制，如水厂、电站、供水等领域。

4、环境保护：SCADA系统可实现对环境污染源的远程监测
和控制，广泛应用于污水处理、垃圾处理等环保领域。

综上所述，SCADA系统的应用已经渗透到各个领域，为提高
生产效率、降低管理成本、提高产品质量、增强环境保护等方
面发挥了重要作用。