一、匠興SCADA系統(tǒng)軟件概述

匠興 （www.hzjux。。ｃｏｍ ）SCADA系統(tǒng) (Supervisory Control And Data Acquisition)：數(shù)據(jù)采集及監(jiān)視控制系統(tǒng)，是對分布距離遠(yuǎn)、生產(chǎn)單位分散的工業(yè)現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報(bào)警等各項(xiàng)功能，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能將生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)傳輸?shù)讲煌谋O(jiān)控平臺，并以聲音、圖形、圖象等形式展示。



匠興位于現(xiàn)場控制層和上層MES數(shù)據(jù)應(yīng)用層之間，以O(shè)PC、TCP/IP、串口等幾種方式與控制層通訊，通過OPC、WCF、WebService、DCOM等方式將數(shù)據(jù)送往上層MES業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

二、匠興的運(yùn)行

系統(tǒng)通過OPC/ModBUS/SECS等工業(yè)協(xié)議來連接工廠中的各種智能控制設(shè)備，并讓智能控制設(shè)備與生產(chǎn)過程和事務(wù)管理的設(shè)備或儀表相結(jié)合，實(shí)時感知設(shè)備各種參數(shù)狀態(tài)，將這些狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過特定數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)傳遞到PLC設(shè)備中。



匠興所連接的控制設(shè)備通常是PLC（可編程控制器），也可以是智能表，板卡等，接收到PLC、智能表、板卡等設(shè)備的反饋信息后，系統(tǒng)以聲音、圖形、圖象等方式顯示給用戶終端，以達(dá)到監(jiān)視的目的。通過SCADA系統(tǒng)與MES系統(tǒng)集成，SCADA系統(tǒng)負(fù)責(zé)與設(shè)備實(shí)時通訊、實(shí)時記錄與報(bào)警，其關(guān)鍵信息在處理之后，會傳遞與MES系統(tǒng)進(jìn)行歸檔與業(yè)務(wù)邏輯處理，SCADA系統(tǒng)的某些事件(Event)能觸發(fā)MES中的流程事務(wù)（Transaction），同時MES中流程控制邏輯、作業(yè)參數(shù)、配方等信息也可以交由SCADA系統(tǒng)執(zhí)行。

三、匠興結(jié)構(gòu)

匠興包括三大結(jié)構(gòu)：下層現(xiàn)場設(shè)備層、中層過程監(jiān)控層、上層業(yè)務(wù)管理層，覆蓋從底層現(xiàn)場設(shè)備到上層信息網(wǎng)絡(luò)的不同層面，通過這三大結(jié)構(gòu)，可以對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控，還能完成與企業(yè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和傳遞，比如ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)等。



1、下層現(xiàn)場設(shè)備層

直接控制功能，對工業(yè)過程現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集以及控制指令執(zhí)行。包括各種傳感器、儀器儀表、動作器等現(xiàn)場設(shè)備，采用開放現(xiàn)場總線協(xié)議，各種現(xiàn)場設(shè)備以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的形式掛接在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上，構(gòu)成實(shí)時網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)場控制系統(tǒng)。該現(xiàn)場設(shè)備層接受過程監(jiān)控層的監(jiān)控，并且向其傳輸各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

下層現(xiàn)場設(shè)備層功能

數(shù)據(jù)采集：配置各種輸入設(shè)備（DI、AI等）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集
控制：配置各種輸出設(shè)備（DO、AO等）對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制

下層現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備類型

遠(yuǎn)程終端單元（RTU）

RTU（Remote Terminal Unit,RTU）是安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的電子設(shè)備，用來監(jiān)視和測量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的傳感器和設(shè)備，它具有提高信號傳輸可靠性、減輕主機(jī)負(fù)擔(dān)、減少信號電纜用量、節(jié)省安裝費(fèi)用等方面優(yōu)點(diǎn)。

RTU的主要作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及本地控制，進(jìn)行本地控制時作為系統(tǒng)中一個獨(dú)立的工作站，可以獨(dú)立完成連鎖控制、前饋控制、反饋控制、PID等工業(yè)上常用的控制協(xié)調(diào)功能；進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時作為一個遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊單元，完成或響應(yīng)本站與中心站或其他站的通訊和遙控任務(wù)。

RTU的配置與程序執(zhí)行：主要配置有CPU模板、I/O（輸入/輸出）模板、通訊接口單元，以及通訊機(jī)、天線、電源、機(jī)箱等輔助設(shè)備；RTU能執(zhí)行的任務(wù)流程取決于下載到CPU中的程序，應(yīng)用程序可用工程中常用的編程語言編寫，如梯形圖、C語言等，有些設(shè)備采用C語言編程。

PLC（中、小型）



典型的小型PLC產(chǎn)品有三菱的FX2N系統(tǒng)PLC、西門子的S7200系統(tǒng)、OMRON的CPM1A等；有些SCADA系統(tǒng)會選用中型的PLC產(chǎn)品，如三菱的Q系列、西門子的S7-300、A-B公司的ControlLogix和施耐德的Quantum系列等

PAC（可編程自動化控制器）



作為一種開放型的自動化控制設(shè)備，PAC在SCADA系統(tǒng)的下層現(xiàn)場設(shè)備層的應(yīng)用逐步增多，主要產(chǎn)品有：GE Fanuc公司的PACSystemsRX3i/7i、NI公司的Compact FieldPoint、Beckoff公司的CX1000、A-B公司的CompactLogix和研華公司的ADAM-5510EKW等

智能儀表



在一些側(cè)重?cái)?shù)據(jù)采集、信息集中管理與遠(yuǎn)程監(jiān)管的應(yīng)用中，遠(yuǎn)程控制功能要求較低，在這類SCADA系統(tǒng)中，大量使用各種現(xiàn)場儀表作為下層設(shè)備層設(shè)備，如智能流量計(jì)量表、冷量熱量表、智能巡檢儀等。

2、中層過程監(jiān)控層

這一層主要側(cè)重監(jiān)控功能，一般由控制計(jì)算機(jī)完成，它與現(xiàn)場總線相連，或者通過專門的現(xiàn)場總線接口轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線網(wǎng)段與以太網(wǎng)段的連接。這一層從現(xiàn)場設(shè)備層獲取工業(yè)過程的數(shù)據(jù)，完成運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視、報(bào)警和趨勢分析等功能，并發(fā)送各種控制指令。

中層過程監(jiān)控層組成

包括SCADA系統(tǒng)的主控服務(wù)器、備份服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、人機(jī)界面、現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換設(shè)備等。

中層過程監(jiān)控層功能

數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)顯示
遠(yuǎn)程監(jiān)控
報(bào)警和報(bào)警處理
事故追憶和趨勢分析
與其他應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)合

選用工控機(jī)或商用機(jī)

中層過程監(jiān)控層一般采用工控機(jī)，因?yàn)楣た貦C(jī)在商用計(jì)算機(jī)上進(jìn)行了改裝與加固，以適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用的要求，主要體現(xiàn)在：硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)可靠性、抗干擾性和環(huán)境適應(yīng)性等。隨著商業(yè)機(jī)可靠性不斷增強(qiáng)，以及商用機(jī)與工控機(jī)之間較大的價格差距，選用商用機(jī)作為中層上位機(jī)，對于可靠性要求高的場合，可以通過熱備等方式來實(shí)現(xiàn)。

3、上層業(yè)務(wù)管理層

主要是企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，通常與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通，是普通的IP網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中包括各種通用的服務(wù)器、主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全防護(hù)設(shè)備等，提供WEB、FTP、郵件等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在匠興控制網(wǎng)絡(luò)模型中，現(xiàn)場設(shè)備層與過程監(jiān)控層、業(yè)務(wù)管理層之間通過數(shù)據(jù)傳輸與交互，實(shí)現(xiàn)了控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的緊密集成。另外，這一層通常還存在遠(yuǎn)程用戶訪問點(diǎn)，允許遠(yuǎn)程用戶通過瀏覽器等方式查詢網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)以及現(xiàn)場設(shè)備的狀況，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。對于有權(quán)限的用戶還可以遠(yuǎn)程修改各種設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，從而在廣域網(wǎng)范圍實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控。



ERP的數(shù)據(jù)需求連接到車間，意味SCADA將成為ERP系統(tǒng)部署的橋梁。為了讓生產(chǎn)跟蹤和車間數(shù)據(jù)傳輸?shù)紼RP系統(tǒng)，需要將SCADA和MES系統(tǒng)等生產(chǎn)系統(tǒng)所在的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接到IT網(wǎng)絡(luò)。匠興科技大部分連接到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，通過虛擬網(wǎng)（VPN）可以從任何地方連接遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)。

四、匠興功能特點(diǎn)
 

1、圖形化界面。界面采用模塊化設(shè)計(jì)，并考慮整體工藝流程，數(shù)據(jù)點(diǎn)與界面進(jìn)行緊密關(guān)聯(lián)，可圖形化展示工廠的生產(chǎn)工藝過程，并將機(jī)臺指標(biāo)進(jìn)行掛鉤及實(shí)時展示以方便人們可以直觀的監(jiān)視整個系統(tǒng)，查看采集上來的數(shù)據(jù)。整體界面加入了設(shè)備形象化處理元素，達(dá)到看圖便知的作用。
2.系統(tǒng)狀態(tài)動態(tài)模擬，匠興一般都是實(shí)時性的把數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心，利用動態(tài)模擬可以很直觀的監(jiān)測系統(tǒng)。
3.實(shí)時資料和歷史趨勢。匠興對各個數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行歷史記錄，記錄頻次達(dá)到秒級。只有將實(shí)時數(shù)據(jù)完整的記錄下來，并且在此基礎(chǔ)上利用相關(guān)的計(jì)算方式進(jìn)行計(jì)算得出相關(guān)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)才可以起到真正的作用。
4.報(bào)警處理系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時，系統(tǒng)可以發(fā)出告警信息，以及時處理相關(guān)問題。
5.數(shù)據(jù)采集及記錄，系統(tǒng)通過相關(guān)數(shù)據(jù)采集設(shè)備將分布在各個地點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集到監(jiān)控中心，并且記錄下來供系統(tǒng)使用。可以任意時間段去檢索數(shù)據(jù)，并形成數(shù)據(jù)表格及曲線走勢，幫助用戶更好的分析指標(biāo)的穩(wěn)定性和是否存在異常；
6.數(shù)據(jù)分析，匠興將數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，分析后數(shù)據(jù)可供管理者決策數(shù)據(jù)支持
7.報(bào)表或圖表輸出，對采集數(shù)據(jù)及分析數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表化或報(bào)表話展現(xiàn)
 

五、匠興應(yīng)用案例
 
 
 
 
 

原文：http://www.hzjux。。ｃｏｍ/SCADAxitongruanjian/