Remote done akizisyon ak siveyans kòm fonksyon prensipal sistèm SCADA ak DCS, PLC, se menm bagay la kòm automatisation pwosesis endistriyèl la ak informationization nan sistèm debaz endispansab la.
Sistèm SCADA
SCADA se akwonim SupervisoryControI ak Sistèm Akizisyon Done (Sistèm Akizisyon Done ak Sipèvizyon Kontwòl) akwonim, sistèm SCADA se distribisyon inite pwodiksyon desantralize alontèm nan sistèm pwodiksyon yon akizisyon done, siveyans ak sistèm kontwòl.
Li gen yon pakèt aplikasyon, yo ka itilize nan pouvwa elektrik, metaliji, petwòl, pwodui chimik ak lòt domèn done akizisyon ak siveyans kontwòl ak kontwòl pwosesis ak anpil lòt jaden, ki se pi lajman itilize nan sistèm pouvwa a, devlopman nan teknoloji se tou ki pi matirite. Li okipe yon pozisyon enpòtan nan sistèm telekontwòl la, epi li ka kontwole ak kontwole ekipman opere sou plas la pou reyalize fonksyon akizisyon done, kontwòl ekipman, mezi, ajisteman paramèt ak divès kalite alam siyal, sa vle di, sa nou konnen kòm fonksyon "kat-aleka".
RTU (Remote Terminal Unit) ak FTU (Feeder Terminal Unit) se eleman enpòtan li yo. Nan konstriksyon automatisation poste jodi a jwe yon wòl trè enpòtan. Li se yon sistèm kontwòl automatisation pwodiksyon estriktire sou yon PC. Natirèlman, fonksyon ki nesesè yo diferan pou diferan domèn aplikasyon, men yo tout gen karakteristik debaz sa yo: koòdone operasyon grafik; simulation dinamik estati sistèm; Enstantane ak istorik done tandans koub ekspozisyon; sistèm pwosesis alam; akizisyon done ak anrejistreman; rapò pwodiksyon an.
Istwa devlopman sistèm SCADA
Sistèm SCADA depi kòmansman li nan dat devlopman nan teknoloji òdinatè se pre relasyon ak devlopman nan sistèm SCADA nan dat gen eksperyans kat jenerasyon.
Premye jenerasyon an baze sou yon òdinatè dedye ak yon sistèm opere dedye sistèm SCADA, tankou Enstiti Rechèch Otomatik pouvwa pou sistèm North China Power Grid SD176 devlope pa Hitachi nan Japon pou sistèm elèktrifikasyon tren Lachin nan ki fèt pa sistèm H-80M aleka. Etap sa a soti nan òdinatè a itilize nan sistèm SCADA lè yo te kòmanse nan ane 70 yo.
Dezyèm jenerasyon an se sistèm SCADA ki baze sou òdinatè jeneral nan ane 80 yo. Nan dezyèm jenerasyon an, lòt òdinatè tankou VAX ak lòt estasyon travay jeneral yo lajman itilize, ak sistèm operasyon an se jeneralman sistèm operasyon UNIX pou objektif jeneral. Nan etap sa a, sistèm SCADA yo te konbine avèk analiz operasyon ekonomik, kontwòl jenerasyon otomatik (AGC) ak analiz rezo nan automatisation dispatch griy pou fòme sistèm EMS (sistèm jesyon enèji).
Karakteristik komen nan premye ak dezyèm jenerasyon sistèm SCADA yo te ke yo te baze sou sistèm òdinatè santralize epi yo pa te louvri, ki te fè antretyen, amelyore ak rezo ak lòt sistèm trè difisil.
Nan ane 90 yo an akò ak prensip la nan ouvèti, ki baze sou distribye rezo òdinatè ak teknoloji baz done relasyon yo reyalize yon pakèt domèn rezo EMS/SCADA sistèm rele twazyèm jenerasyon an. Etap sa a se sistèm SCADA/EMS Lachin nan se etap k ap grandi pi rapid, yon varyete de dènye teknoloji òdinatè yo pote ansanm nan sistèm SCADA/EMS la. Etap sa a se tou automatisation sistèm pouvwa Lachin nan ak konstriksyon kadriyaj nan peryòd la envestisman pi gwo, peyi a envesti 270 milya dola Yuan transfòme kadriyaj pouvwa iben ak riral yo ka wè nan automatisation sistèm pouvwa peyi a ak konstriksyon kadriyaj nan enpòtans ki genyen nan degre.
Karakteristik prensipal la nan katriyèm jenerasyon sistèm SCADA / EMS se itilizasyon teknoloji entènèt, teknoloji oryante objè, teknoloji rezo neral ak teknoloji JAVA ak lòt teknoloji, kontinye elaji entegrasyon sistèm SCADA / EMS ak lòt sistèm, sekirite konplè ak operasyon ekonomik ak bezwen pou operasyon komèsyal yo.
Sistèm SCADA a pral genyen sous-sistèm sa yo:
1. Entèfas machin imen (oswa HMI pou kout)
Yon aparèy ki ka montre estati a nan pwogram nan, operatè a ka kontwole ak kontwole pwogram nan dapre aparèy sa a, HMI pral lye nan baz done a sistèm SCADA ak lojisyèl, li enfòmasyon ki enpòtan yo montre tandans, done dyagnostik ak enfòmasyon jesyon ki gen rapò, tankou pwosedi antretyen regilye, enfòmasyon lojistik, detèktè espesifik oswa dyagram fil elektrik detay machin, oswa ka ede nan depanaj la nan sistèm nan ekspè.
Sistèm HMI souvan montre enfòmasyon sistèm grafikman ak simulation sistèm aktyèl la ak imaj. Operatè a ka wè yon dyagram nan sistèm nan dwe kontwole. Pou egzanp, yon koneksyon ak icon nan ponp tiyo, ka montre ponp lan ap kouri, ak koule nan likid nan tiyo a, operatè a ka fè ponp lan sispann, lojisyèl an HMI pral montre koule nan likid nan tiyo a sou tan desann. Simulation pral gen ladan dyagram fil elektrik ak chema yo reprezante eleman yo nan pwosesis la, men tou, ka itilize foto nan ekipman an pwosesis, makonnen ak animasyon ilistre sitiyasyon an pwosesis.
Lojisyèl HMI nan yon sistèm SCADA jeneralman gen ladan lojisyèl desen ki pèmèt moun ki kenbe sistèm nan modifye prezantasyon an nan sistèm nan nan HMI la. Prezantasyon ka senp tankou sèlman limyè yo sou ekran an, ak limyè yo endike eta aktyèl la nan sitiyasyon an, kapab tou konplèks tankou lè l sèvi avèk pwojektè miltip yo montre tout asansè yo nan kote gratsyèl la oswa tout tren yo nan kote tren an.
Lè w ap aplike yon sistèm SCADA, manyen avètisman se yon pati enpòtan nan sistèm nan. Sistèm nan kontwole si kondisyon avètisman espesifye kenbe pou detèmine si yon evènman avètisman te rive. Lè gen yon evènman avètisman, sistèm nan pral pran aksyon korespondan, tankou aktive youn oswa plis enstriksyon avètisman, oswa voye yon imèl oswa SMS bay administratè sistèm lan oswa operatè SCADA pou enfòme ke gen yon evènman avètisman. Operatè SCADA yo bezwen konfime evènman avètisman an, kèk evènman avètisman nan konfimasyon enstriksyon avètisman yo pral etenn, ak kèk endikatè avètisman yo pral etenn sèlman apre kondisyon avètisman yo te otorize.
2. Sistèm siveyans (enfòmatik).
Done yo ka kolekte epi yo ka soumèt kòmandman pou kontwole pwogrè pwogram nan.
3. Inite Tèminal Remote (RTU)
RTU a ka konekte ak anpil detèktè yo itilize nan pwogram nan, epi done dijital yo transmèt nan sistèm siveyans la apre akizisyon done yo.
Sistèm kontwòl tèminal adistans (RTU) yo ka konekte ak lòt ekipman, ak RTU yo ka konvèti siyal elektrik soti nan ekipman an valè dijital, tankou estati louvri/fèmen yon switch oswa valv, oswa presyon, koule, vòltaj, oswa aktyèl mezire pa yon enstriman. Kapab tou konvèti ak transmèt pa siyal la kontwole aparèy la, tankou yon switch espesifik oswa valv louvri / fèmen, oswa mete vitès la nan yon ponp.
4. pwogramasyon lojik kontwolè (programmable lojik kontwolè, PLC pou kout)
Paske nan chè li yo, versatile, men tou, souvan itilize kòm aparèy jaden, olye pou yo fonksyon espesyal nan sistèm nan kontwòl tèminal aleka.
SCADA se kouch jesyon orè a, PLC se kouch ekipman jaden an. PLC sistèm, se sa ki, kontwolè pwogramasyon, apwopriye pou mezi jaden endistriyèl ak kontwòl, mezi jaden ak fonksyon kontwòl, pèfòmans ki estab, segondè fyab, teknoloji ki gen matirite, lajman itilize ak pri rezonab. SCADA konsantre sou siveyans la ak kontwòl, epi yo ka reyalize nan yon pati nan fonksyon an lojik, fondamantalman itilize pou anwo a; PLC piman reyalize fonksyon an lojik ak PLC tou senpleman reyalize fonksyon an lojik ak kontwòl, pa bay koòdone moun-machin, reyalize operasyon an avèk èd nan endikatè bouton, HMI ak sistèm SCADA;
5. Rezo kominikasyon
Se bay sistèm siveyans ak RTU (oswa PLC) ant tiyo a transmèt done.
Sistèm SCADA tradisyonèl yo pral sèvi ak emisyon, seri oswa modèm pou reyalize fonksyon kominikasyon an, kèk sistèm SCADA gwo-echèl (tankou plant elektrik oswa ray tren) pral souvan itilize achitekti a nan rezo optik synchrone (SONET) oswa sistèm dijital synchrone (SDH) sou Ethernet oswa pwotokòl rezo. Sistèm SCADA nan jesyon aleka oswa fonksyon siveyans yo rele souvan telemetri.
Achitekti sistèm SCADA tipik
Devlopman nan sistèm SCADA te ale nan twa etap: etap sistèm SCADA santralize, etap sistèm SCADA distribiye ak sistèm SCADA rezo.
Sistèm SCADA santralize se ke tout fonksyon yo siveyans depann sou yon lame (mainframe), lè l sèvi avèk yon rezo zòn lajè konekte RTU nan jaden ak lame a. Pwotokòl rezo a se relativman senp, ak pòv ouvèti ak fonksyonalite fèb.
Sistèm SCADA rezo baze sou plizyè teknoloji rezo, ak estrikti kontwòl plis desantralize ak jesyon enfòmasyon plis santralize. Se sistèm nan jeneralman ki baze sou kliyan / sèvè (C / S) ak navigatè / sèvè estrikti (B / S), pi fò nan estrikti nan sistèm gen tou de estrikti, men estrikti nan C / S se sitou B / S estrikti se sitou sipòte aplikasyon pou entènèt satisfè bezwen yo nan siveyans aleka.
Konpare ak sistèm SCADA dezyèm jenerasyon an, sistèm SCADA twazyèm jenerasyon an pi ouvè nan estrikti, pi bon konpatibilite, epi li ka san pwoblèm entegre nan sistèm automatisation konplè plant la. Depi echèl la nan sistèm SCADA ka soti nan plizyè santèn pwen nan dè dizèn de milye de pwen, demann itilizatè a pou sistèm SCADA se divès, kidonk li mete pi devan kondisyon segondè pou achitekti sistèm li yo.
Sistèm SCADA fè pati sistèm tipik aplikasyon òdinatè distribiye, nan yon sistèm konsa, achitekti a se bagay ki pi esansyèl nan sistèm lojisyèl an, yon bon achitekti vle di inivèsèl, efikas ak ki estab. Li ka byen jere yon gran varyete bezwen endividyèl yo. An menm tan an, achitekti a rete estab pou yon sèten peryòd tan. Lè kondisyon yo chanje, pwogramè a ka fè san yo pa modifye achitekti sistèm lan.
1. Achitekti kliyan/sèvè
C / S estrikti nan kliyan an ak kominikasyon sèvè ant "demann - repons" fason an. Kliyan an voye yon demann nan sèvè a epi sèvè a reponn a demann lan.
Karakteristik ki pi enpòtan nan achitekti C/S la se ke li pa yon anviwònman mèt-esklav, men yon anviwònman egal, sa vle di, òdinatè yo nan yon sistèm C/S ka tou de kliyan ak sèvè nan okazyon diferan. Nan aplikasyon C / S, itilizatè a se sèlman konsène ak solisyon an konplè nan aplikasyon pwòp yo, pa konsène sou aplikasyon sa yo pa sistèm nan ki òdinatè oswa òdinatè ranpli.
Pou egzanp, nan yon sistèm SCADA, lè sèvè SCADA a mande done nan PLC a, li se kliyan an, epi lè lòt estasyon opere mande sèvis nan sèvè SCADA a, li se sèvè a. Li evidan, estrikti sa a ka fè tout itilizasyon avantaj ki genyen nan anviwònman pyès ki nan konpitè nan tou de bout, ak rezonab asiyen travay nan kliyan an ak bò sèvè reyalize, diminye sou tèt kominikasyon an nan sistèm nan.
2. Estrikti navigatè/sèvè
Avèk popilarite a ak devlopman nan entènèt la, lame anvan an / tèminal ak estrikti C / S pa ka satisfè aktyèl rezo mondyal la louvri, konekte, enfòmasyon toupatou ak pataje enfòmasyon nan nouvo kondisyon yo, se konsa Aparisyon nan yon estrikti B / S.
B / S estrikti karakterize pa: itilizatè a ka ale nan navigatè a jwenn aksè nan tèks entènèt la, done, imaj, animasyon, videyo-sou-demann ak enfòmasyon son, enfòmasyon sa a se pwodwi pa anpil sèvè entènèt, epi chak sèvè entènèt ka konekte nan yon varyete fason ak serveurs baz done, yon gwo kantite done ki aktyèlman estoke nan sèvè baz done a. Avantaj nan pi gwo nan estrikti sa a se: kliyan an inifye lè l sèvi avèk navigatè a, ki pa sèlman fè itilizatè a fasil yo sèvi ak, men tou, fè kliyan an pa gen pwoblèm nan nan antretyen.
3. Konparezon de estrikti yo
(1) avantaj ak dezavantaj modèl B / S la
Avantaj ki genyen nan estrikti B / S yo montre nan:
Karakteristik distribiye, ou ka rechèch, browse ak lòt pwosesis biznis nan nenpòt ki lè, nenpòt kote.
Ekspansyon biznis se senp ak pratik, atravè adisyon nan paj wèb ka ogmante fonksyon an nan sèvè a.
Antretyen se senp ak pratik, sèlman bezwen chanje paj wèb la, ou ka reyalize senkronizasyon nan tout itilizatè yo mete ajou.
Senp devlopman ak pataje fò.
Dezavantaj yo nan estrikti B／S yo jan sa a:
Karakteristik yo pèsonalize yo evidamman redwi, epi li enposib reyalize kondisyon yo ki nan fonksyon pèsonalize.
Se operasyon an ki baze sou sourit la kòm mòd ki pi fondamantal nan operasyon, kapab satisfè kondisyon ki nan operasyon rapid.
Rafrechisman paj dinamik, vitès repons redwi anpil.
Fonksyon yo febli, epi li difisil pou reyalize kondisyon espesyal fonksyon yo nan mòd tradisyonèl la.
(2) Avantaj ak dezavantaj nan modèl C / S la
Avantaj ki genyen nan estrikti C / S la:
Kòm kliyan an reyalize koneksyon an dirèk ak sèvè a, pa gen okenn lyen entèmedyè, kidonk vitès repons lan se vit.
Koòdone nan operasyon se bèl, divès, epi li ka konplètman satisfè kondisyon pwòp kliyan an pèsonalize.
C / S estrikti nan sistèm enfòmasyon jesyon an gen yon gwo kapasite pwosesis tranzaksyon, ka reyalize pwosesis biznis konplèks.
C / S estrikti nan enpèfeksyon yo nan pèfòmans nan:
Bezwen pou yon pwogram enstalasyon kliyan espesyalize, fonksyon distribisyon an fèb, pou yon pakèt pwen epi yo pa gen kondisyon rezo gwoup itilizatè a, pa ka reyalize deplwaman rapid enstalasyon an ak konfigirasyon.
Pòv konpatibilite, pou zouti devlopman diferan, gen pi gwo limit. Si w itilize zouti diferan, ou bezwen reekri pwogram nan.
Pi wo depans devlopman, ki egzije yon sèten nivo nan anplwaye teknik pwofesyonèl yo fini.
Diferans ki genyen ant SCADA ak DCS, PLC
Sistèm kontwòl endistriyèl yo kouvri yon varyete de kalite sistèm kontwòl, anvan nou te pale sou sistèm kontwòl distribiye (DCS), programmable lojik contrôleur (PLC), yo ak done akizisyon ak siveyans sistèm (SCADA) pi komen ak fasil konfonn. Se konsa, ki diferans ki genyen ant SCADA, DCS ak PLC?
DCS
Yon sistèm DCS, oswa Sistèm kontwòl distribiye, se yon sistèm ki itilize prensipalman pou kontwole pwosesis pwodiksyon nan menm anviwònman jeyografik la.
Sistèm DCS yo itilize siveyans ak kontwòl santralize pou kowòdone kontwolè lokal yo pou egzekite tout pwosesis pwodiksyon an. Pa modularize sistèm pwodiksyon an, DCS diminye enpak echèk endividyèl yo sou tout sistèm nan. Nan anpil sistèm modèn, sistèm DCS yo koòdone ak sistèm antrepriz pou pèmèt pwosesis pwodiksyon an reflete nan operasyon an jeneral nan biznis la.
Sistèm DCS yo souvan itilize nan zòn kontwòl endistriyèl tankou rafineri lwil oliv, plant tretman dlo ize, plant elektrik, plant chimik ak plant pharmaceutique. Sistèm sa yo anjeneral yo itilize pou kontwòl pwosesis oswa sistèm kontwòl disrè.
SCADA
Sistèm SCADA, oswa sistèm akizisyon done ak siveyans, se sistèm debaz pou kontwòl endistriyèl, prensipalman yo itilize pou kontwole byen desantralize yo nan lòd yo fè koleksyon done santralize ki enpòtan menm jan ak kontwòl.
Sistèm SCADA entegre sistèm akizisyon done, sistèm transmisyon done, ak lojisyèl HMI pou bay siveyans santralize ak kontwòl pou antre ak pwodiksyon pwosesis. Sistèm SCADA yo fèt pou kolekte enfòmasyon ki soti nan jaden an, transmèt enfòmasyon sa a nan yon sistèm òdinatè, epi montre enfòmasyon sa a nan fòm imaj oswa tèks. Kòm yon rezilta, yon operatè ka kontwole ak kontwole tout sistèm nan an tan reyèl soti nan yon kote santralize, kontwole nenpòt nan sistèm endividyèl yo dapre konpleksite a ak paramèt ki enpòtan nan chak sistèm, ak otomatize operasyon ki enpòtan oswa travay, ki kapab tou fèt otomatikman pa kòmandman operatè yo.
Sistèm SCADA yo itilize prensipalman nan sistèm distribiye tankou tretman dlo, tiyo lwil oliv ak gaz, transmisyon pouvwa ak sistèm distribisyon, ray tren ak lòt sistèm transpò piblik.
PLC
PLC sistèm, sa vle di Programmable Logic Controller PLC se yon nouvo jenerasyon aparèy kontwòl endistriyèl ki baze sou entwodiksyon teknoloji mikwo-elektwonik, teknoloji òdinatè, teknoloji kontwòl otomatik ak teknoloji kominikasyon nan kontwolè sekans tradisyonèl yo ak objektif pou ranplase fonksyon kontwòl sekans yo tankou relè, lojik ekzekisyon, timekeeping, konte, elatriye ak etabli fleksib pwogram kontwòl sistèm. Komisyon Elektwoteknik Entènasyonal (IEC) te pibliye dispozisyon PLC a: kontwolè pwogramasyon se yon operasyon dijital enfòmatik nan sistèm elektwonik la, ki fèt pou aplikasyon nan anviwònman endistriyèl. Li sèvi ak yon memwa pwogramasyon, ki itilize pou estoke enstriksyon pou fè operasyon lojik, kontwòl sekans, distribisyon, konte ak operasyon aritmetik nan li, ak kontwole divès kalite machin oswa pwosesis pwodiksyon atravè entrées ak rezilta dijital ak analòg. Kontwolè pwogramasyon ak ekipman ki gen rapò li yo, yo ta dwe fasil yo fòme yon antye ak sistèm nan kontwòl endistriyèl, fasil yo elaji fonctionnalités li yo nan prensip la nan konsepsyon.
Nan achitekti rezo a nan automatisation endistriyèl ak sistèm kontwòl, PLC, kòm yon eleman kontwòl enpòtan, anjeneral yo itilize nan sistèm SCADA ak DCS reyalize operasyon espesifik ak kontwòl pwosesis nan ekipman endistriyèl ak bay jesyon pwosesis lokal nan kontwòl bouk.
Nan sistèm SCADA, PLC fonksyone kòm yon RTU (sa vle di Inite Tèminal Remote). Lè yo itilize nan sistèm DCS, PLC yo itilize kòm kontwolè lokal ak yon pwogram kontwòl sipèvizyon. An menm tan an, PLC yo souvan itilize kòm eleman enpòtan pou konfigirasyon pi piti sistèm kontwòl.
PLC yo gen memwa itilizatè pwogramasyon pou estoke enstriksyon pou reyalize fonksyon espesifik tankou kontwòl I/O, lojik, distribisyon, konte, kontwòl PID, kominikasyon, aritmetik, done ak pwosesis dosye. Avèk devlopman teknoloji kominikasyon, PLC tou soti nan pwotokòl kominikasyon prive fèmen yo sèvi ak pwotokòl piblik louvri, anpil amelyore konpatibilite nan sistèm nan, epi fasilite antretyen an ak ajou nan sistèm nan.
Konklizyon
Soti nan pi wo a li fasil pou wè: SCADA, DCS se yon konsèp, ak PLC se yon pwodwi, twa yo pa konparab:
1, PLC se yon pwodwi, pa ki li ka konstitye SCADA, DCS;
2, DCS se yon kontwòl pwosesis devlope, PLC se yon sistèm kontwòl relè-lojik devlope;
3, PLC se yon aparèy, DCS, SCADA se sistèm lan.
Etwatman pale, DCS se sitou itilize pou automatisation pwosesis, PLC se sitou itilize pou automatisation faktori (liy pwodiksyon), SCADA se sitou pou bezwen zòn lajè, tankou jaden lwil oliv, detire pou dè milye de mil nan tiyo. Si nan òdinatè a ak rezo pwen de vi, yo inifye, rezon an pou kisa gen yon diferans, sitou nan kondisyon yo aplikasyon, DCS souvan mande pou algoritm kontwòl avanse. Tankou nan endistri raffinage lwil oliv, PLC mande pou gwo vitès pwosesis, paske li se souvan yo itilize nan bloke, e menm sistèm fail-safe, SCADA tou gen kèk kondisyon espesyal, tankou siveyans Vibration, kalkil koule, pik ak depresyon règleman ak sou sa.
Se poutèt sa, li kapab tou senpleman konsidere:
SCADA se jesyon orè a
DCS se kouch jesyon plant la
PLC se kouch ekipman jaden
Sistèm SCADA se yon istwa long, men yo toujou nan devlopman rapid nan bagay sa yo "tibebe ki fèk fèt", ak yon sistèm konplèks, estanda koòdone louvri ak rezo Entènèt pwofondè nan entegrasyon ak lòt karakteristik, bezwen nan entegre pwodiksyon, akademik, rechèch, ak itilizasyon nan tout aspè nan rechèch SCADA sistèm nan teyori ak teknoloji sekirite enfòmasyon, ankouraje domestik SCADA manifaktirè sistèm yo ankouraje yo akimile ak devlopman ekip SCADA teknoloji rechèch akimile ak inovasyon teknolojik. nivo avanse nan mond lan, epi piti piti ankouraje itilizasyon sistèm SCADA lokalize ak dwa pwopriyete endepandan entelektyèl pou ranplase sistèm etranje nan endistri kle yo.