SCADA與RTU系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用需求

        遠程測控(RTU)系統(tǒng)的現(xiàn)場層，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。作為遠程測控系統(tǒng)測量端的現(xiàn)場層，各行業(yè)情況差異很大。一般單個測量儀表多接到RTU上，形成多點I/O集中，安裝在現(xiàn)場或現(xiàn)場附近，可經(jīng)數(shù)傳電臺發(fā)射接收無線信號，連入網(wǎng)絡(luò)。有些行業(yè)發(fā)展到在單個變速器上可發(fā)射接收無線電波，從而多臺轉(zhuǎn)變器和監(jiān)視站形成局域網(wǎng)。RFID射頻識別技術(shù)做到智能卡貼在物體上，可以發(fā)射、接收無線電波，做到“物與物相聯(lián)”，這也是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。

        遠程測控系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用需求

        遠程測控系統(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，地域跨越城市內(nèi)和城市間，直到陸地海洋。狹義看，是測點分散(1-2公里)以測量和數(shù)據(jù)采集為主，控制較少且簡單(泵啟?；騿位芈氛{(diào)節(jié))，即檢測分散、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。

        遠程測控系統(tǒng)對來自現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，有的要求連續(xù)測量數(shù)據(jù)，有的則要求定時傳輸來的數(shù)據(jù)，所以現(xiàn)在無線傳輸?shù)淖兯推?，因斷續(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)，該測控系統(tǒng)也稱為SCADA系統(tǒng)。

        SCADA系統(tǒng)和SCADA軟件

        SCADA系統(tǒng)軟件分為兩部分：人機界面軟件和數(shù)據(jù)采集軟件，對應(yīng)軟件可以寫成HMI/SCADA軟件。對應(yīng)SCADA系統(tǒng)硬件簡單分為人機界面設(shè)備和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，無線通信情況下，還有通信處理前置機，人機界面設(shè)備監(jiān)視站內(nèi)現(xiàn)有中心數(shù)據(jù)庫。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。

        SCADA軟件已經(jīng)成為獨立的產(chǎn)品，在工控行業(yè)又稱為組態(tài)軟件。它由主要解決人機界面問題，而擴大至組態(tài)控制策略、建立實時數(shù)據(jù)庫、通信及聯(lián)網(wǎng)提供各種I/O的驅(qū)動系統(tǒng)等。它的主要功能有：應(yīng)用程序管理器、圖形界面開發(fā)/運行程序、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)/運行程序、I/O驅(qū)動程序等。其它功能組件還有：通用數(shù)據(jù)庫接口(ODBE接口)/運行程序、控制策略編輯/生成組件、實用通信程序組件等。

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

        SCADA軟件運行后，可以完成如下幾個任務(wù)：查看現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)和流程畫面;自動打印各種實時/歷史數(shù)據(jù)報表;自由瀏覽各種實時/歷史趨勢;及時得到并處理各種過程報警和系統(tǒng)報警、在必要時人為干預(yù)生產(chǎn)過程，修改相關(guān)參數(shù)或狀態(tài)(手動操作);與管理部門的計算機聯(lián)網(wǎng)，為管理部門提供實時和歷史數(shù)據(jù)。

        現(xiàn)場儀表及RTU

        遠程測控系統(tǒng)由現(xiàn)場儀表提供各種檢測的數(shù)據(jù)，現(xiàn)場條件各不相同，所以應(yīng)有多種儀表，供用戶和設(shè)計人員選擇。

        ● 近幾年發(fā)展起來的工業(yè)無線技術(shù)(局域網(wǎng))，主要由中科院沈陽自動化所為代表，我國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會提出，已成為國際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)無線網(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無線通信模塊，與溫度模塊、壓力流量模塊、液位流量模塊等集成智能無線模塊——現(xiàn)場儀表(每個儀表有一個天線)，另有WIA無線網(wǎng)關(guān)，下與現(xiàn)場儀表無線通信，數(shù)據(jù)匯集，再經(jīng)Ethernet等串口與中央控制室有線系統(tǒng)相連。還可以集成遠程傳輸無線通信GPRS模塊DTU。

        ● 近十多年來一直用于油田、城市煤氣管線、自來水廠的水源地等處的RTU遠程終端單元，它是成熟的產(chǎn)品，滿足了幾點~幾十點輸入、輸出信號的連接，檢測儀表是專用的或通用的模擬儀表，輸出信號可以是模擬量和開關(guān)量，經(jīng)過這一集中，經(jīng)調(diào)制解調(diào)器接入數(shù)傳電臺。這種模式，在現(xiàn)場用于分散測點的初步集中，便于1:1的無線傳輸。

        ● 現(xiàn)場總線技術(shù)( 2 0 余種現(xiàn)場總線，包括HART)，它提供數(shù)字化的現(xiàn)場儀表，作為遠程測控系統(tǒng)的基礎(chǔ)是有優(yōu)先條件的。原設(shè)計通信介質(zhì)有無線，但只是作為距離的延伸，現(xiàn)在還有遠程輸入/輸出設(shè)備等，如何形成無線局域網(wǎng)還在研發(fā)過程中。

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

        ● 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的智能身份證，在識別跟蹤、查找等方面，功能顯著，它將是物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)，也是遠程測控系統(tǒng)可開拓的領(lǐng)域。

        總之，遠程測控系統(tǒng)的現(xiàn)場層，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。