SCADA系統(tǒng)，對(duì)于熟悉這個(gè)系統(tǒng)的人來說就是SCADA系統(tǒng)，對(duì)于不熟悉的人員來說，很難找英文原意給它一個(gè)確切的譯名。

    SCADA的原文是：Supervisory Control And Data Acquisition. ，直譯是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。中文與它的意義比較接近的詞是遙控遙測(cè)系統(tǒng)，過去有“三遙”（遙測(cè)、遙信、遙控）和“四遙”（前三遙加上遙調(diào)）的說法，這是首先在電力系統(tǒng)采用的叫法；遙測(cè)指遠(yuǎn)程模擬量輸入采集，遙信指遠(yuǎn)程開關(guān)量輸入采集，遙控指遠(yuǎn)程開關(guān)量控制、遙調(diào)指遠(yuǎn)程模擬量輸出控制。

    其實(shí)，SCADA在國外首先也是在電力系統(tǒng)先使用的，指對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的監(jiān)控。我國電力系統(tǒng)的“遠(yuǎn)動(dòng)”系統(tǒng)也是SCADA的一種。現(xiàn)在，SCADA系統(tǒng)已經(jīng)在油田、水井、燃?xì)狻⒂蜌夂凸┧芫W(wǎng)、以及大型廠區(qū)和庫區(qū)的監(jiān)控中獲得廣泛的應(yīng)用。

SCADA的結(jié)構(gòu)

    SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)很簡單，就是分為中心站和遠(yuǎn)程站。中心站通常設(shè)在控制中心，中心站通常有計(jì)算機(jī)、監(jiān)視器、人機(jī)界面軟件、控制軟件和通訊模件組成，控制人員可以在中心站的操作站上觀看遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)和圖形信息，也可以向這些遠(yuǎn)程站發(fā)送指令。大多數(shù)情況下，對(duì)遠(yuǎn)程站的控制程序都設(shè)在遠(yuǎn)程站本地，而中心站只是監(jiān)視數(shù)據(jù)。中心站具有類似DCS操作站的功能，可進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)視、數(shù)據(jù)記錄、歷史記錄、報(bào)警、事件打印和定時(shí)打印、流程圖刷新等各類功能。此外，中心站的通訊模件負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)程站的通訊和數(shù)據(jù)采集。

    SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)程站有一個(gè)專用的術(shù)語，叫RTU（Remote Terminal Unit），中文是遠(yuǎn)程終端單元。這個(gè)術(shù)語最早也是從電力系統(tǒng)上叫出來的。RTU的結(jié)構(gòu)與PLC十分類似，通常在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，有電源、通訊、CPU和各類I/O器件，CPU內(nèi)部有固化軟件可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，并通過通訊模件與中心站進(jìn)行通訊，可以進(jìn)行程序的下載和上載。事實(shí)上，有許多PLC就直接被用來當(dāng)作RTU使用。

RTU與PLC的區(qū)別

    RTU與PLC相比，在硬件結(jié)構(gòu)上比較特別的是，它由于多數(shù)是在野外無人值守的地方工作，因此，機(jī)柜要適合全天候的氣象條件，比如防止日曬、雨淋、風(fēng)沙等，對(duì)溫度的要求要比普通PLC要高，有時(shí)要求在零下四十到零上八十?dāng)z氏度的溫度下都能正常工作，有的地方（如鹽湖、海邊以及海島上）還有防鹽霧的要求。如果是安裝在石油或天然氣管道上的RTU，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境還有可能要求防爆。

    SCADA系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)最重要的區(qū)別是它的通訊系統(tǒng)。由于SCADA主要是被用來進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的，因此，它的通訊系統(tǒng)就要適合遠(yuǎn)程的通訊。與DCS和PLC不同，這些系統(tǒng)可以完全根據(jù)系統(tǒng)自身的需要來進(jìn)行通訊硬件的設(shè)計(jì)和施工布線，而SCADA系統(tǒng)由于牽涉到遠(yuǎn)程通信，其站與站間的通信距離通常是幾十公里甚至幾百公里，通常沒有可能為了一個(gè)SCADA系統(tǒng)來鋪設(shè)數(shù)百公里的電纜或光纜，除了成本的不允許以外，如果是在城市區(qū)域，考慮到施工的難度，更加沒有可能了。

RTU的通訊方式

    因此，SCADA的通訊系統(tǒng)通常有三種方式，一種是租用公用有線通訊線路；最簡單的是租用專線或普通電話線，通過MODEM來進(jìn)行撥號(hào)方式的遠(yuǎn)程通訊。這是比較早期使用的一種方式，由于撥號(hào)的速度較慢，通常適用于站數(shù)不多或數(shù)據(jù)傳輸速度要求不高的情況下。另外，如果租用專線，則月租費(fèi)非常昂貴。但對(duì)于一些大型廠礦企業(yè)，有自建的通訊網(wǎng)絡(luò)和線路，則采用這種方式是比較方便的。

    SCADA的第二種通信方式是利用無線通訊，可以采用射頻的電臺(tái)或者微波擴(kuò)頻電臺(tái)。射頻電臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通訊，但距離不能太遠(yuǎn)，在野外空曠的區(qū)域，通常在20KM以內(nèi)。如果在城市區(qū)域，因無線電管制的原因往往受到限制。而微波擴(kuò)頻電臺(tái)則可以達(dá)到很遠(yuǎn)的距離（最遠(yuǎn)可以到六十公里甚至更遠(yuǎn)），但只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊，通常是適用于將數(shù)個(gè)遠(yuǎn)程站采用本地網(wǎng)絡(luò)（串口或以太網(wǎng)）連在一起，然后通過一個(gè)微波通訊模塊與總站進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊。微波擴(kuò)頻可以不受無線電頻率管制，但成本較高。這兩種無線方式由于用戶的自主性高，且一次投資后不須每月再繳納月租費(fèi)，因此，獲得較廣泛的應(yīng)用，是目前為止SCADA系統(tǒng)采取的主要方式之一。

    SCADA的第三種通訊方式是利用公共的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。目前，GSM、CDMA的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面越來越廣，而且除了話音通信外，這些移動(dòng)通訊運(yùn)營商還大量提供短信息、彩信服務(wù)，近期還推出了GPRS的無線聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。目前，相關(guān)的硬件也已經(jīng)推出，用戶只要采購一個(gè)卡件，通過串口、以太網(wǎng)口或USB口將RTU與該卡件相連，就可以通過GSM網(wǎng)絡(luò)或CDMA網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。如果RTU傳遞的數(shù)據(jù)量不大的話，可以用短信的方式，每次才幾分錢的成本，而且無須撥號(hào)，上位站通過一個(gè)服務(wù)器和同樣的通訊卡件來接收信息，非常方便而且低廉。而且公共的無線通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠性也是非常高的。如果下面的RTU站有圖象或視頻信息，則可以通過GPRS的卡件，直接將信息上傳到上位機(jī)的服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)高速信息傳遞。這種方式，將會(huì)是今后SCADA系統(tǒng)的主要的通訊方式。

    除了上述三種方式外，SCADA系統(tǒng)也有采用自己架設(shè)電纜或光纜的傳輸方式，這種情況通常用在距離不算太遠(yuǎn)的地方，通訊方式與PLC的方式類似；另外還有采用電力線傳輸，但應(yīng)用較少。

    SCADA的通訊網(wǎng)絡(luò)有可能是多級(jí)網(wǎng)絡(luò)，這樣，在中心站和RTU之間還有一些中繼站，這些中繼站主要任務(wù)是對(duì)下轄各RTU和中心RTU的信息進(jìn)行中繼傳輸，但有時(shí)可能本地也有一些與RTU相似的監(jiān)控任務(wù)或者有需要監(jiān)控的設(shè)備。比如，在油田，中心站通常設(shè)在采油廠，各井口設(shè)有RTU，而中繼站就可以設(shè)在計(jì)量站，計(jì)量站的中繼RTU除了要將井口的RTU信號(hào)上傳到中心站外，還要對(duì)本地的三相計(jì)量分離器進(jìn)行控制。

SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用

    SCADA系統(tǒng)通過對(duì)遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)采集，可以了解到有關(guān)的工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，比如在油田，對(duì)于分析油井工藝情況，了解井口的參數(shù)以便于油井增產(chǎn)；對(duì)管網(wǎng)，可以了解遠(yuǎn)端的加壓站、泵站或調(diào)壓站，可以了解油氣水的輸送質(zhì)量和安全隱患，而對(duì)電力SCADA，就對(duì)保障電力運(yùn)行和設(shè)備的安全都有重要的保證作用。

    除了在油田、油氣水管網(wǎng)、輸配電等傳統(tǒng)能源工業(yè)外，SCADA系統(tǒng)還將越來越廣泛地應(yīng)用在城市供水、排水、燃?xì)廨斉?、城市軌道交通、城市道路安全交通、環(huán)保設(shè)施、物流系統(tǒng)以及林業(yè)監(jiān)測(cè)和大型廠區(qū)和庫區(qū)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中?，F(xiàn)在工廠里很時(shí)興的MES系統(tǒng)和EMS的能源和物料監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，都要用到SCADA的技術(shù)，才能在整個(gè)企業(yè)內(nèi)部建立起來的一個(gè)全廠監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。