系統概述
說明
SCADA系統是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制。
SCADA系統由於各個套用領域對SCADA的要求不同，所以不同套用領
域的SCADA系統發展也不完全相同。
SCADA系統在電力系統中的套用最為廣泛，技術發展也最為成熟。它作為能量管理系統（EMS系統）的一個最主要的子系統，有著信息完整、提高效率、正確掌握系統運行狀態、加快決策、能幫助快速診斷出系統故障狀態等優勢，現已經成為電力調度不可缺少的工具。它對提高電網運行的可靠性、安全性與經濟效益，減輕調度員，實現電力調度自動化與現代化，提高調度的效率和水平中方面有著不可替代的作用。
SCADA在鐵道電氣化遠動系統上的套用較早，在保證電氣化鐵路的安全可靠供電，提高鐵路運輸的調度管理水平起到了很大的作用。在鐵道電氣化SCADA系統的發展過程中，隨著計算機的發展，不同時期有不同的產品，同時我國也從國外引進了大量的SCADA產品與設備，這些都帶動了鐵道電氣化遠動系統向更高的目標發展。
發展歷程
SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系統，全名為數據採集與監視控制系統。SCADA系統自誕生之日起就與計算機技術的發展緊密相關。SCADA系統發展到今天已經經歷了三代。
SCADA計算監測中心第一代是基於專用計算機和專用作業系統的SCADA系統，如電力自動化研究院為華北電網開發的SD176系統以及在日本日立公司為我國鐵道電氣化遠動系統所設計的
H-80M系統。這一階段是從計算機運用到SCADA系統時開始到70年代。
第二代是80年代基於通用計算機的SCADA系統，在第二代中，廣泛採用VAX等其它計算機以及其它通用工作站，作業系統一般是通用的UNIX作業系統。在這一階段，SCADA系統在電網調度自動化中與經濟運行分析，自動發電控制（AGC）以及網路分析結合到一起構成了EMS系統（能量管理系統）。第一代與第二代SCADA系統的共同特點是基於集中式計算機系統，並且系統不具有開放性，因而系統維護，升級以及與其它聯網構成很大困難。
90年代按照開放的原則，基於分散式計算機網路以及關係資料庫技術的能夠實現大範圍聯網的EMS/SCADA系統稱為第三代。這一階段是我國SCADA/EMS系統發展最快的階段，各種最新的計算機技術都匯集進SCADA/EMS系統中。這一階段也是我國對電力系統自動化以及電網建設投資最大的時期，國家計畫未來三年內投資2700億元改造城鄉電網可見國家對電力系統自動化以及電網建設的重視程度。
第四代SCADA/EMS系統的基礎條件已經誕生。該系統的主要特徵是採用Internet技術、面向對象技術、神經網路技術以及JAVA技術等技術，繼續擴大SCADA/EMS系統與其它系統的集成，綜合安全經濟運行以及商業化運營的需要。 SCADA系統在電氣化鐵道遠動系統的套用技術上已經取得突破性進展，套用上也有迅猛的發展。由於電氣化鐵道與電力系統有著不同的特點，在SCADA系統的發展上與電力系統的道路並不完全一樣。在電氣化鐵道遠動系統上已經成熟的產品有由我所自行研製開發的HY200微機遠動系統以及由西南交通大學開發的DWY微機遠動系統等。這些系統性能可靠、功能強大，在保證電氣化鐵道供電安全，提高供電質量上起到了重要的作用，對SCADA系統在鐵道電氣化上的套用功不可沒。
發展瞻望
SCADA系統在不斷完善，不斷發展，其技術進步一刻也沒有停止過。當今，隨著電力系統以及鐵道電氣化系統對SCADA系統需求的提高以及計算機技術的發展，為SCADA系統提出新的要求，概括地說，有以下幾點：
1、SCADA/EMS系統與其它系統的廣泛集成
SCADA系統是電力系統自動化的實時數據源，為EMS系統提供大量的實時數據。同時在模擬培訓系統，MIS系統等系統中都需要用到電網實時數據，而沒有這個電網實時數據信息，所有其它系統都成為“無源之水”。所以SCADA系統如何與其它非實時系統的連線成為SCADA研究的重要課題；現有的SCADA系統已經成功地實現與DTS（調度員模擬培訓系統）、企業MIS系統的連線。SCADA系統與電能量計量系統，地理信息系統、水調度自動化系統、調度生產自動化系統以及辦公自動化系統的集成成為SCADA系統的一個發展方向。
2、變電所綜合自動化
以RTU、微機保護裝置為核心，將變電所的控制、信號、測量、計費等迴路納入計算機系統，取代傳統的控制保護屏，能夠降低變電所的占地面積和設備投資，提高二次系統的可靠性。變電所的綜合自動化已經成為有關方面的研究課題，我國東方電子等公司已經推出相應的產品，但在鐵道電氣化上還處於研究階段。
3、專家系統、模糊決策、神經網路等新技術研究與套用
體系結構
硬體
通常SCADA系統分為兩個層面，即客戶/伺服器體系結構。伺服器與硬體設備通信，進行數據處理和運算。而客戶用於人機互動，如用文字、動畫顯示現場的狀態，並可以對現場的開關、閥門進行操作。還有一種“超遠程客戶”，它可以通過Web發布在Internet上進行監控。硬體設備(如PLC)一般既可以通過點到點方式連線，也可以以匯流排方式連線到伺服器上。點到點連線一般通過串口(RS232)，匯流排方式可以是RS485，乙太網等連線方式。
軟體
典型的SCADA硬體配置圖SCADA由很多任務組成，每個任務完成特定的功能。位於
一個或多個機器上的伺服器負責數據採集，數據處理（如量程轉換、濾波、報警檢查、計算、事件記錄、歷史存儲、執行用戶腳本等）。伺服器間可以相互通訊。有些系統將伺服器進一步單獨劃分成若干專門伺服器，如報警伺服器，記錄伺服器，歷史伺服器，登錄伺服器等。各伺服器邏輯上作為統一整體，但物理上可能放置在不同的機器上。分類劃分的好處是可以將多個伺服器的各種數據統一管理、分工協作，缺點是效率低，局部故障可能影響整個系統。
通信
SCADA通訊結構SCADA系統中的通信分為內部通信、與I/O設備通信、和外界通
信。客戶與伺服器間以及伺服器與伺服器間一般有三種通信形式，請求式，訂閱式與廣播式。設備驅動程式與I/O設備通訊一般採用請求式，大多數設備都支持這種通訊方式，當然也有的設備支持主動傳送方式。SCADA通過多種方式與外界通信。如OPC，一般都會提供OPC客戶端，用來與設備廠家提供的OPC伺服器進行通訊。因為OPC有微軟內定的標準，所以OPC客戶端無需修改就可以與各家提供的OPC伺服器進行通訊。
