SCADA是Supervisory Control And Data Acquisition的英文縮寫，國內流行叫法為監控組態軟件。從字麵上講，它不是完整的控製係統，而是位於控製設備之上，側重於管理的純軟件。SCADA所接的控製設備通常是PLC（可編程控製器），也可以是智能表，板卡等。
早期的SCADA運行與DOS,UNIX，VMS。現在多數運行在Windows操作係統中，有的可以運行在Linux係統。
SCADA不隻是應用於工業領域，如鋼鐵、電力、化工，還廣泛用於食品，醫藥、建築、科研等行業。其連接的I/O通道數從幾十到幾萬不等。下麵就其結構、功能、接口、開發工具等方麵予以介紹。
SCADA體係結構
1.1 硬件結構
通常SCADA係統分為兩個層麵，即客戶/服務器體係結構。服務器與硬件設備通信，進行數據處理何運算。而客戶用於人機交互，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。近年來又出現一個層麵，通過Web發布在Internat上進行監控，可以認為這是一種“超遠程客戶”。
硬件設備(如PLC)一般既可以通過點到點方式連接，也可以以總線方式連接到服務器上。點到點連接一般通過串口(RS232)，總線方式可以是RS485，以太網等連接方式。總線方式與點到點方式區別主要在於：點到點是一對一，而總線方式是一對多，或多對多。
在zai一yi個ge係xi統tong中zhong可ke以yi隻zhi有you一yi個ge服fu務wu器qi，也ye可ke以yi有you多duo個ge，客ke戶hu也ye可ke以yi一yi個ge或huo多duo個ge。隻zhi有you一yi個ge服fu務wu器qi和he一yi個ge客ke戶hu的de，並bing且qie二er者zhe運yun行xing在zai同tong一yi台tai機ji器qi上shang的de就jiu是shi通tong常chang所suo說shuo的de單dan機ji版ban。服fu務wu器qi之zhi間jian，服fu務wu器qi與yu客ke戶hu之zhi間jian一yi般ban通tong過guo以yi太tai網wang互hu連lian，有you些xie場chang合he（如安全性考慮或距離較遠）也通過串口、電話撥號或GPRS方式相連。典型的硬件配置圖如下：
1.2 軟件體係結構
SCADA有很多任務組成，每個任務完成特定的功能。位於一個或多個機器上的服務器負責數據采集，數據處理（如量程轉換、濾波、報警檢查、計算、事件記錄、曆史存儲、執行用戶腳本等）。服fu務wu器qi間jian可ke以yi相xiang互hu通tong訊xun。有you些xie係xi統tong將jiang服fu務wu器qi進jin一yi步bu單dan獨du劃hua分fen成cheng若ruo幹gan專zhuan門men服fu務wu器qi，如ru報bao警jing服fu務wu器qi，記ji錄lu服fu務wu器qi，曆li史shi服fu務wu器qi，登deng錄lu服fu務wu器qi等deng。各ge服fu務wu器qi邏luo輯ji上shang作zuo為wei統tong一yi整zheng體ti，但dan物wu理li上shang可ke能neng放fang置zhi在zai不bu同tong的de機ji器qi上shang。分fen類lei劃hua分fen的de好hao處chu是shi可ke以yi將jiang多duo個ge服fu務wu器qi的de各ge種zhong數shu據ju統tong一yi管guan理li、分工協作，缺點是效率低，局部故障可能影響整個係統。
典型的硬件配置圖如下：
1.3 通信
1.3.1內部通信
客戶與服務器間以及服務器與服務器間一般有三種通信形式，請求式，訂閱式與廣播式。請求式：客戶周期性向服務器發出請求，然後服務器為客戶準備數據，傳送給客戶。
訂閱式：客戶向服務器注冊所關心數據，服務器記錄每個用戶關心的數據。當數據變化通知相應的用戶。
廣播式：當數據的變化時，服務器向所有客戶發出通知。
1.3.2與I/O設備通信
1) 通信模式
設備驅動程序與I/O設備通訊一般采用請求式，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發送方式。主動發送方式即I/O設備在數據改變時主動向外界報告數據。有的設備也支持訂閱式通信。設備驅動程序應該能夠支持各種通信模式。
2) 通信協議
通信協議即與設備間的會話格式，可以理解為一種簡單的交流語言。這些語言有一定的地方性，尤其是國產的PLC，智能儀表。常見的協議有Modbus, Profibus等。設備驅動程序必須為每種協議編製相應的代碼。開發一設備驅動一般為1~5周，這要根據協議的複雜程度決定。軟件商一般將該部分做成標準開發包，用戶可以自己開發。
服務器可同時帶有多個不同種類的驅動程序，這樣服務器就可以同時跟多種設備進行通信。
1.3.3與外界通信
為(wei)了(le)效(xiao)率(lv)，服(fu)務(wu)器(qi)上(shang)的(de)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)和(he)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)一(yi)般(ban)都(dou)以(yi)私(si)有(you)格(ge)式(shi)存(cun)放(fang)，實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)駐(zhu)留(liu)在(zai)內(nei)存(cun)中(zhong)，而(er)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)保(bao)存(cun)在(zai)磁(ci)盤(pan)中(zhong)，事(shi)件(jian)記(ji)錄(lu)也(ye)可(ke)能(neng)以(yi)私(si)有(you)格(ge)式(shi)保(bao)存(cun)在(zai)磁(ci)盤(pan)中(zhong)，但(dan)有(you)些(xie)軟(ruan)件(jian)可(ke)以(yi)將(jiang)其(qi)直(zhi)接(jie)存(cun)放(fang)到(dao)關(guan)係(xi)數(shu)據(ju)庫(ku)（如Ms SQL Server，ORACLE）中。由於無論采用直接方式還是ODBC與(yu)關(guan)係(xi)數(shu)據(ju)庫(ku)通(tong)訊(xun)，速(su)度(du)都(dou)是(shi)比(bi)較(jiao)慢(man)的(de)，所(suo)以(yi)不(bu)可(ke)能(neng)將(jiang)快(kuai)速(su)變(bian)化(hua)的(de)數(shu)據(ju)都(dou)存(cun)放(fang)到(dao)關(guan)係(xi)數(shu)據(ju)庫(ku)中(zhong)。那(na)麼(me)服(fu)務(wu)器(qi)內(nei)這(zhe)些(xie)私(si)有(you)格(ge)式(shi)的(de)數(shu)據(ju)是(shi)如(ru)何(he)與(yu)外(wai)界(jie)聯(lian)係(xi)的(de)呢(ne)，下(xia)麵(mian)簡(jian)要(yao)說(shuo)明(ming)。
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服務器進行通訊。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服務器進行通訊。現在國外的硬件廠商大多都能提供OPC服務器，而國內的硬件廠商確很少。SCADA供應商一般也會提供自己的OPC服務器，以便別人通過OPC訪問自己，這樣也實現了不同SCADA間的互聯。此外還有其他的一些通訊手段，如：
l ODBC，第三方程序通過ODBC訪問曆史數據，事件記錄等。
l API接口：可以在編程環境（如VB,VC）中使用該接口。
l OLE控件：可以在各種編程環境下使用，也可以嵌入到支持OLE包容器的程序中，如Ms Word。
l DDE：微軟的動態數據交換協議。
2．整體構架
由服務器，客戶端構成了SCADA C/S結構，由服務器，Web服務器，Web客戶構成了SCADA B/S結構。服務器配置在不同的機器上，甚至不同的操作係統平台上，彼此分工協作，形成統一整體，構成了SCADA的分布式體係結構。
weilezengjiaxitongdekekaoxing，fuwuqiduanyunxushuangjirebei，zhongyaochanghekeyiyijiduobei。fuwuqishuangjirebeiyibanshijiangliangtaijiqipeizhixiangtong，yitaizuoweizhuzhan，lingyitaijiqizuoweifuzhan，zhuzhanwanchengfuwuqidezhengchanggongzuo，lingyitaiyuqitongbu。dangzhuzhanguzhangshi，fuzhanjietizhuzhandegongzuo。zhuzhanyufuzhanshixiangduide，kehuhuande。shuangjirebeibaohanI/O通道的熱備。 由於多個客戶可以同時訪問一個服務器端，所以客戶端本來就是多重的。
一個係統中，可以有多個服務器，每個服務器可帶有多個I/O設備。客戶端可以訪問一台或多台服務器。Web服務器可以作為多個服務器的代理，將Web客戶與各服務器連接起來，這就構成了如下圖所示的體係結構：
3．內部組織概述
3.1 服務器內部組織
服務器包括過程數據庫，I/O驅動，Web服務器等。服務器的核心是過程數據庫，下麵對其內部組織加以介紹。
過程數據庫是由完成各種特定功能的算法塊組成，這些算法塊也被稱為“內部儀表”或“虛擬儀表”，更常用的稱呼是“點”。
點是組成過程數據庫的基本單位，點分為很多類型，每種類型的點完成一定的功能，如模擬I/O點，專門用於對模擬I/O進行處理，PID點完成PID控製運算等。點由各種參數組成，不同的點有不同的參數，如模擬I/O點有NAME，PV，LO，HI等deng參can數shu。可ke以yi想xiang象xiang點dian類lei型xing相xiang當dang於yu關guan係xi數shu據ju庫ku中zhong的de表biao結jie構gou，參can數shu相xiang當dang於yu字zi段duan。與yu表biao結jie構gou不bu同tong的de是shi，每mei種zhong點dian類lei型xing有you特te定ding的de內nei部bu處chu理li算suan法fa，參can數shu間jian存cun在zai內nei定ding的de聯lian係xi，如ruLO是PV的低限報警值，PV低於LO將產生低限報警，報警檢查是點的內置功能，不需要編寫另外的程序來實現。
參數是組成數據庫的最小單位。一般地，一個點隻有一個參數與外界相連，通常稱其為測量值(PV)。其他參數作為PV的輔助參數，如LO為PV的低限報警限值，HI為PV的高限報警限值，SP為PV的目標值等。有的係統允許一個點有多個參數與外界相連。
點的測量值(PV)通常與控製器(如PLC)的輸入/輸出通道相連。PV值代表I/O量的大小或狀態。
按照裝置或場地可以將點邏輯的劃分為區域或單元。一般區域包括單元。
3.2 人機界麵內部組織
人機界麵由很多窗口組成，窗口包含圖形和文字。文字和圖形可動態變化。如文字可顯示現場I/O量的大小，圖形的顏色變化表示現場狀態量的改變等。
同時顯示的窗口一般隻有一個，窗口間可以互相連接、跳轉，也可以設立菜單或專門的窗口負責窗口間的切換。
人機界麵開發環境中提供了各種繪畫工具，如畫矩形、橢圓、文字、位圖等工具。同時提供了動畫連接手段，使圖形、文字等與現場的數據相關聯。現場數據變化則畫麵上圖形顏色、位置等也相應改變，通過觀察畫麵上的圖形文字就可以知曉現場的狀態，並稱這種圖形文字與數據之間的聯係為“動畫鏈接”。
可以手工的繪製各種工藝對象，如罐、閥門、泵等。為了方便使用人機界麵開發環境都提供了現成的小圖形，稱之為“子圖”。在子圖中可以找到各種現成的圖形，如各種形狀的閥門。有的子圖還與特定的動畫連接捆綁，更加方便使用。
趨(qu)勢(shi)圖(tu)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)不(bu)可(ke)缺(que)少(shao)的(de)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)。趨(qu)勢(shi)圖(tu)以(yi)曲(qu)線(xian)的(de)形(xing)式(shi)顯(xian)示(shi)過(guo)程(cheng)數(shu)據(ju)庫(ku)中(zhong)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)或(huo)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)。一(yi)般(ban)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)和(he)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)分(fen)別(bie)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)趨(qu)勢(shi)圖(tu)中(zhong)顯(xian)示(shi)。一(yi)幅(fu)趨(qu)勢(shi)圖(tu)中(zhong)通(tong)常(chang)最(zui)多(duo)顯(xian)示(shi)八(ba)條(tiao)曲(qu)線(xian)，曲(qu)線(xian)可(ke)以(yi)放(fang)大(da)、滾動。趨勢筆可以在開發環境中定義，也可以在運行時動態指定。
報表是人機界麵的重要組成部分。開發環境提供專門的報表生成工具，方便的形成各種報表。報表中的數據可以有瞬時值、曆史值、統計值。還可以讓報表定時打印。另外還可以利用SCADA的Excel插件，用Ms Excel生成報表。
此外，在人機界麵中還有許多其它種類的組件，如XY曲線、報警瀏覽、總貌等。另外人機界麵幾乎都是OLE容器，可以嵌入OLE對象，或ActiveX控件。
4．重要功能
過程報警
過程報警是過程數據庫的基本功能。報警是對測量值的範圍、bianhuasududeyujing。baojingbaokuoxianzhibaojing，bianhualvbaojing，pianchabaojing，yichangbaojingdeng。gengfuzadebaojingkeyitongguoduiceliangzhijinxingshuxueyunsuan，ranhouduiyunsuanjieguojinxingbaojingjianzhaerchansheng。fashengbaojinghou，caozuoyuankeyitongguobaojinghuamianduibaojingjinxing“確認”，“確認”就是告訴係統我知道了發生的事，以免係統再次提醒。報警信息，報警確認信息，報警恢複（報警消除）等信息都可以被係統自動記錄下來。報警按照重要程度可分為多個優先級，如低級、高級、緊急。
報警發生時係統可以通過多種方式通知用戶，如彈出報警窗、發出聲響，甚至可以發送短信或電子郵件。至於使用哪種方式，用戶可以自由指定。
曆史存儲
對實時數據可以進行曆史存儲。曆史數據對於生產狀況分析、實現先進/優化控製、以(yi)及(ji)生(sheng)產(chan)事(shi)故(gu)分(fen)析(xi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)，所(suo)以(yi)將(jiang)重(zhong)要(yao)的(de)工(gong)藝(yi)數(shu)據(ju)都(dou)會(hui)進(jin)行(xing)長(chang)期(qi)曆(li)史(shi)保(bao)存(cun)。為(wei)了(le)節(jie)省(sheng)存(cun)儲(chu)介(jie)質(zhi)空(kong)間(jian)，對(dui)保(bao)存(cun)的(de)數(shu)據(ju)使(shi)用(yong)壓(ya)縮(suo)保(bao)存(cun)。常(chang)用(yong)的(de)保(bao)存(cun)方(fang)式(shi)有(you)周(zhou)期(qi)性(xing)保(bao)存(cun)和(he)變(bian)化(hua)保(bao)存(cun)（數據隻有變化到一定程度才保存）。
腳本語言
除了固定格式的功能，如點內部處理（能夠完成幾種固定形式的功能，如量程轉換、報警檢查、PID運算），動畫連接（能夠完成幾種固定形式的動畫，如顏色、位置改變）等，SCADA還允許用戶定義特殊的邏輯、運算，這是通過SCADA的內置編程語言實現的。SCADA的提供的編程環境有的是內嵌VBA編譯器，有的是自定義的類似BASIC或類似C語言的編譯器。無論是哪種編程環境SCADA都要提供很多訪問自身數據的屬性、方法，以便在編程環境中與SCADA係統交互。這種內置的編程語言經常稱作“動作”，現在更多的稱呼是“腳本”。這裏的腳本與Excel中的“宏”類似。通過腳本用戶可以自由擴展係統功能。
腳本與一般編程語言類似，在腳本中提供多種運算操作（如賦值、數學運算、邏輯運算），控製語句（如條件判斷，循環，分支），以及內置函數等。有的SCADA還支持自定義函數。
腳本的觸發方式有多種：一次性執行（如進入窗口時執行）；周期執行；事件觸發執行（如數據改變時執行，按鍵觸發）。
腳本也能產生多種輸出動作：如向過程數據庫寫數據；發送短信；調用窗口；產生聲響等。
5. SCADA的益處
使用SCADA軟件能夠帶來的好處可列舉如下：
l 提高效率。SCADA的開發一般需要20~100人年，並且不斷的采用新技術，吸取用戶的經驗，在使用中不斷提高。SCADA綜合用戶的需求，將工程中共性東西提煉出來，製成相應的模式或模塊，以幫助用戶快速實現自己的工程。因此使用SCADA可以跟上時代的發展，並能提高自己的工作效率。
l 一致性。SCADA的(de)提(ti)供(gong)固(gu)定(ding)的(de)格(ge)式(shi)，讓(rang)用(yong)戶(hu)實(shi)現(xian)自(zi)己(ji)的(de)工(gong)程(cheng)，有(you)的(de)是(shi)填(tian)表(biao)式(shi)的(de)，有(you)的(de)是(shi)向(xiang)導(dao)式(shi)的(de)。無(wu)論(lun)是(shi)誰(shui)來(lai)組(zu)態(tai)，同(tong)樣(yang)的(de)工(gong)程(cheng)要(yao)求(qiu)，形(xing)成(cheng)的(de)組(zu)態(tai)結(jie)果(guo)都(dou)是(shi)相(xiang)同(tong)的(de)，或(huo)者(zhe)差(cha)異(yi)很(hen)小(xiao)。
l 可維護性。SCADA內部功能強大，組織複雜，但是對用戶是透明的，所以用戶的組態工作量不大，或者隻是重複性較大。因此工程易於維護。
l 使用SCADA能夠得到有效的技術支持。技術支持不但包括使用SCADA上的，也可能包括你工程上的。因為SCADA技術支持人員經常與各行業的人員交流，所以可以將你的同行經驗介紹給你。
以上是對SCADA的一些總結。有問題請mailto:.
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