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[行业技术文章]SCADA系统发展历程与前景展望

更新:2013-01-22

SCADA系统概述

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据收集与监视控制系统。SCADA系统的运用领域很广,它可以运用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据收集与监视控制和进程控制等诸多领域。在电力系统和电气化铁道上又称远动系统。

SCADA系统是以计较机为根蒂根基的生产进程控制与调剂自动化系统。它可以对现场的运行装备进行监视和控制,以实现数据收集、装备控制、丈、参数调理和各类旌旗灯号报警等各项功能。

由于各个运用领域对SCADA的要求分歧,所以分歧运用领域的SCADA系统成长也不完全不异。

在电力系统中,SCADA系统运用为普遍,技术成长也为成熟。它作为能经管系统(EMS系统)的一个主要的子系统,有着信息完整、提高效率、准确掌握系统运行状态、加速决议计划、能扶助快速诊断出系统故障状态等势,现已成为电力调剂不成缺少的工具。它对提高电网运行的靠得住性、平安性与经济效益,减轻调剂员的负担,实现电力调剂自动化与现代化,提高调剂的效率和水平中方面有着不成替换的作用。

SCADA在铁道电气化远动系统上的运用较早,在保证电气化铁路的平安靠得住供电,提高铁路运输的调剂经管水平起到了很年夜的作用。在铁道电气化SCADA系统的成长进程中,随着计较机的成长,分歧时期有分歧的产物,同时我国也从国外引进了年夜的SCADA产物与装备,这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的方针成长。

SCADA系统成长历程

SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系统,全名为数据收集与监视控制系统。SCADA系统自诞生之日起就与计较机技术的成长慎密相关。SCADA系统成长到今天已履历了三代。

代是基于用计较机和用操作系统的SCADA系统,如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统和在日今日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。这一阶段是从计较机运用到SCADA系统时起头到70年月。

第二代是80年月基于通用计较机的SCADA系统,在第二代中,普遍采用VAX等其它计较机和其它通用工作站,操作系统通常为通用的UNIX操作系统。在这一阶段,SCADA系统在电网调剂自动化中与经济运行分析,自动发电控制(AGC)和网络分析连系到一起组成了EMS系统(能经管系统)。代与第二代SCADA系统的配合特点是基于集中式计较机系统,而且系统不具有开放性,因而系统维护,升级和与其它联网组成很年夜坚苦。

90年月依照开放的原则,基于散布式计较机网络和关系数据库技术的能够实现年夜范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国SCADA/EMS系统成长快的阶段,各类新的计较机技术都聚集进SCADA/EMS系统中。这一阶段也是我国对电力系统自动化和电网建设投资年夜的时期,国家计划未来三年内投资2700亿元改造城乡电网可见国家对电力系统自动化和电网建设的重视水平。

第四代SCADA/EMS系统的根蒂根基条件已或行将具有,预计将与21世纪初诞生。该系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术和JAVA技术等技术,继续扩年夜SCADA/EMS系统与其它系统的集成,综合平安经济运行和商化运营的需要。

SCADA系统在电气化铁道远动系统的运用技术上已取得突破性进展,运用上也有迅猛的成长。由于电气化铁道与电力系统有着分歧的特点,在SCADA系统的成长上与电力系统的道路其实不完全一样。在电气化铁道远动系统上已成熟的产物有由我所自行研制开发的HY200微机远动系统和由西南交通年夜学开发的DWY微机远动系统等。这些系统性能靠得住、功能壮大,在保证电气化铁道供电平安,提高供电上起到了重要的作用,对SCADA系统在铁道电气化上的运用功不成没。

SCADA系统成长瞻看

SCADA系统在不竭完善,不竭成长,其技术前进一刻也没有遏制过。现今,随着电力系统和铁道电气化系统对SCADA系统需求的提高和计较机技术的成长,为SCADA系统提出新的要求,归纳综合地说,有以下几点:

SCADA/EMS系统与其它系统的普遍集成

SCADA系统是电力系统自动化的实时数据源,为EMS系统提供年夜的实时数据。同时在模拟培训系统,MIS系统等系统中都需要用到电网实时数据,而没有这个电网实时数据信息,所有其它系统都成为“无源之水”。所以在这今十年来,SCADA系统若何与其它非实时系统的毗连成为SCADA研究的重要课题;现在在SCADA系统已成功地实现与DTS(调剂员模拟培训系统)、 企MIS系统的毗连。SCADA系统与电能计系统,地舆信息系统、水调剂自动化系统、调剂生产自动化系统和办公自动化系统的集成成为SCADA系统的一个成长标的目的。

变电所综合自动化

以RTU、微机庇护装配为焦点,将变电所的控制、旌旗灯号、丈、计费等回路纳进计较机系统,取代传统的控制庇护屏,能够下降变电所的占地面积和装备投资,提高二次系统的靠得住性。变电所的综合自动化已成为有关方面的研究课题,我国东方电子等公司已推出响应的产物,但在铁道电气化上还处于研究阶段。

家系统、模糊决议计划、神经网络等新技术研究与运用

哄骗这些新技术模拟电网的各类运行状态,并开发出调剂辅助软件和经管决议计划软件,由家系统凭据分歧的现实情况推理出化的运行方式或出来故障的方式,以到达合理、经济地进行电网电力调剂,提高运输效率的目的。

面向对象技术、Internet技术、及JAVA技术的运用

面向对象技术(OOT)是网络数据库设计、市场模子设计和电力系统分析软件设计的合适工具,将面向对象技术(OOT)运用于SCADA/EMS系统是成长趋向。

随着Internet技术的成长,阅读器界面已成为计较机桌面的基本平台,将阅读器技术运用于SCADA/EMS系统,将阅读器界面作为电网调剂自动化系统的人机界面,对扩年夜实时系统的运用范围,削减维护工作很是有益;在新一代的SCADA/EMS系统中,传统的MMI界面将保留,主要供调剂员使用,新增设的Web服务器供非实时用户阅读,以后将逐渐统一为一种人机界面。

JAVA语言综合了面向对象技术和Internet技术,将编译息争释有机连系,严酷实现了面向对象的四年夜特征:封装性、多态性、继续性、动态联编,并在多线程支持和平安性上于C++,和其它诸多特征,JAVA技术将致使EMS/SCADA系统的一场革命。