一、遠程測控係統的發展及需求

　　作為遠程測控係統，廣義看它包括局域網和城域網、城際網（廣域網），通信距離從幾公裏到幾百公裏，甚至更遠，地域跨越城市內和城市間，直至陸地、天空
、海洋。狹義看
，它是指如下係統，即各現場測點分散（1~2公裏），以測量和數據采集為主
，控製比較少
、比較簡單（泵啟停或單回路調節）
、就地控製（類似基地式儀表）等，檢測分散但數據處理及顯示操作集中，數據處理量大
，數據傳輸介質多種、數據傳輸方式也多樣化。

　　作為遠程測控係統（RMCS）
，和工業上常用的DCS、PLCS等以工廠自動化為目標的控製係統相比，是有差異的。RMCS
、DCS、PLCS都是以“3Ｃ”技術為基礎，但是DCS等在通訊（Communication）技術方麵跟蹤世界潮流不及RMCS快（詳見本文第二節），在開拓市場方麵，RMCS更是受到青睞，我國以生產DCS等產品為主的和利時、浙江中控、上自儀等公司，都開展了RMCS的業務，其中以軌道交通相關的測控係統最為顯著。

　　作為數字通信
，遠程測控係統的數據傳輸方式有工程實例的種類很多
，如電力線帶無線載波
；銅纜電話線及光纖通訊傳輸（如ADSL非對稱數字用戶環路等）；數傳無線電台傳輸（利用免申請頻率或申請專用頻點——窄帶、點對點或點對多點）
；利用移動通訊（手機）資源傳輸（CDMA碼分多址、GPRS通用分組無線服務即GSM的延續
、3G高速數據傳輸的蜂窩移動通訊）；利用互聯網資源直至三網融合、利用衛星通訊等。

　　作為遠程測控係統的測量端的現場層，各行業情況差異很大。一般單個測量儀表多接到RTU上(RTU：Remote Terminal Unit遠程終端單位)，形成多點I/Ojizhong
，anzhuangzaixianchanghuoxianchangfujin，kejingshujuchuanshudiantaifashejieshouwuxianxinhao，lianruwangluo。youxiexingyefazhandaozaidangebiansongqishangkefashejieshouwuxiandianbo，congerduotaibiansongqihejianshizhanxingchengwuxianjuyuwang。RFID射頻識別技術做到智能卡貼到物體上，可以發射
、接收無線電波
，做到“物與物相聯”，這也是物聯網的基礎。同時使遠程測控係統功能擴大，獲得“物體”地理位置等信息。遠程故障診斷及遠程維護技術已發展十多年，也對遠程測控係統提出更高要求。

　　yuanchengcekongxitongduilaizixianchangdeshuju，youdeyaoqiulianxuceliangshuju，youdezeyaoqiudingshichuanshulaideshuju
，suoyixianzaidewuxianchuanshudebiansongqi，keyiduanxugongzuo，congerjieshenglenengliang，zuodaoledigonghao
，suoyixianchangyibiaokeyiyongdianchigongdian。

　　由於在網絡中形成集中監視站，這就產生了SCADA軟件（監視和數據采集，Supervisory Control and Data Acquisition）
，該測控係統也稱為SCADA係統。

　　在實際應用中，油田、市政工程（自來水廠的水源地、城市煤氣穩壓站等）
，大型工廠的公用工程（原料或成品的儲運，電力、熱力、水汽等供應
，為了調度需要
，某些工廠內與各車間的DCS平行而專設測控係統）、輸油輸氣管線

、電網調度、移動設備（交通工具
、工程機械、大型車間內天車等）采用SCADA係統和無線傳輸用RTU的工程實例較多，但由於近來可被選擇的相關設備種類很多，所以RTUdengxianchangshebeiherenjijiemiandengzhongkongshishebei，huowangluoshebei，mianlinzhegengxinhuandaidewenti。zuoweizidonghuaxingye，jiejuejishigonglihuojigonglihuoyigongliyineidecekongxitongdewenti，shiwomendeyaowu
，weigexingyetigongjiejuefanganhezuohaofuwushiwomenzaishichangzhonglizudeyaowu。tigongjigonglineidexianchangceliangyibiaoheRTU是自動化儀表製造行業的責任，提供對應接口和驅動軟件

，應該滿足主流網絡的要求。

　　在更廣的範圍內，工業現場以外
，遠測測控也在發展，如自然環境的地質
、水文
、海嘯預測的傳感網，各種大型建築物、大型設備
、消防和有毒氣體的監測（包括礦山）、糧(liang)庫(ku)等(deng)社(she)會(hui)公(gong)共(gong)資(zi)源(yuan)的(de)監(jian)測(ce)等(deng)。特(te)別(bie)是(shi)由(you)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)和(he)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)
，使(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)的(de)成(cheng)本(ben)下(xia)降(jiang)，能(neng)耗(hao)降(jiang)低(di)，使(shi)泛(fan)在(zai)感(gan)知(zhi)技(ji)術(shu)逐(zhu)步(bu)普(pu)及(ji)，傳(chuan)感(gan)網(wang)或(huo)物(wu)聯(lian)網(wang)成(cheng)為(wei)新(xin)興(xing)產(chan)業(ye)。

　　有線和無線通信介質的兼容，數據信號擴大到聲音
、圖像等多媒體。信號
、網絡結構多樣化及網格結構的流行，使遠程測控係統形成異構係統，所以需要進一步的學習數據通信技術。

　　二
、SCADA係統與SCADA軟件

　　1、yuanchengcekongxitongangongnengfencengyinxingyeeryi
，yishiduoyanghua

，ershibianpinghua，zheyutongxinxitongjiegoudefazhanjiguanlitiaoduhecaozuofangshifazhanyouguan。yibanxianzaifenxianchangceng、監視層
、管理層三層。

　　2、監視層所指的中控室及與現場分散設備相接口的部分，這是狹義上的SCADAxitong。congyingjianshangkan
，fenweirenjijiemianshebeiheshujucaijishebei，xianchangweiwuxiantongxinqingkuangxia，haiyoutongxinchuliqianzhiji，renjijiemianshebeijianshizhanneipeiyouzhongxinshujuku
，youyuWeb技術的發展，有各種服務器/客戶器或服務器/瀏覽器。如某SCADA係統的調度中心的配置為：服務器
、廣域骨幹網、工作站
、通信前置機等。人機界麵與多媒體結合，大型視頻牆（Video Wall）等在中控室或指揮中心常被采用。

　　3、監視層SCADA係統中對應的軟件即SCADA軟件
，包括人機界麵軟件和數據采集軟件。所以對應軟件可寫成HMI/SCADA軟件。目前SCADA軟件已經成為獨立的產品
，在工控行業又稱為組態軟件。國外著名品牌有FIX、Intouch等，國內有組態王、三維力控等。它已由主要解決人機界麵問題，而擴大至組態控製策略
，建立實時數據庫、通信及聯網
，提供各種I/O的驅動程序等
，完成係統集成的軟件工程全部軟件支持任務。它的主要功能組件有：應用程序管理器、圖形界麵開發/運行程序、實時數據庫係統組態/運行程序、I/O驅動程序等。其他功能組件還有：通用數據庫接口（ODBC接口）/運行程序
、控製策略編輯/生成組件
、實用通信程序組件等。

　　其中實用通信程序組件的功能包括：用於雙機冗餘係統中主機與從機間的通信
、關於多種通信介質的應用（如以太網
、RS485、RS232、PSTN

、GSM等）

，Server/Client的數據雙向傳輸、基於Internet或Browser/Server(B/S)的通信功能等。

　　標準化方麵，采用IEC61131-3及OPC（OPC UA）（此為行規）、TCP/IP
、IEEE802及其它標準，使其具有開放性，能與多種軟件平台及工具軟件相兼容。

　　SCADA軟件運行後
，可以完成如下幾個任務：查看現場的實時數據和流程畫麵
；自動打印各種實時/曆史數據報表；自由瀏覽各種實時/曆史趨勢
；及時得到並處理各種過程報警和係統報警
，在必要時人為幹預生產過程
，修改相關參數或狀態（手動操作）；與管理部門的計算機聯網

，為管理部門提供實時和曆史數據。

　　4
、關於利用手機短信或個人數據助理（無線PDA）等方式
，讓管理人員可在多處看到工廠控製係統（DCS 係統應接有如“anywhere”的無線發射台）、公用工程測控係統等相關參數，這些在國外已相當普及，這方麵技術是遠程測控係統的一部分
，國內應該重視這方麵的需求。

　　5


、關於GPS（Global Positioning System）全球定位係統，這在民用方麵已開始普及，而在自動化行業還不太普及，隻是少數DCS係統開始提供這方麵的應用。首先應該明確GPS技術應用是遠程測控係統的一部分。這在交通管理、物流管理、輸油輸氣管線管理、煤氣等市政工程管理等方麵都可以利用
，GPS接收機通過定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息
，分散的現場，對這些信息都是非常需要的。自動化行業的專業人員應該學會做出可接入GPS的測控係統的解決方案，為用戶做好接入服務。

　　三、現場儀表及RTU

　　遠程測控係統的現場儀表提供各種檢測的數據，現場條件各不相同，所以應有多種儀表，供用戶和設計人員選擇。

　　1、近幾年發展起來的工業無線技術
，如由中科院沈陽自動化所為代表，我國國家標準化管理委員會提出，已成為國際標準的“工業無線網絡WIA”（Wireless Networks for Industrial Automation），它采用Mesh（網格）路由結構、全網TDMA模式
、帶電池的低能耗技術。它有WIA無線通信模塊，與溫度模塊、壓力流量模塊、液位流量模塊等集成智能無線模塊——現場儀表（每個儀表上有一個天線），另有WIA無線網關，向下與現場儀表無線通信
，數據彙集
，再經Ethernet等串口與中央控製室的有線係統相連。

　　艾默生的無線係統中的無線變送器，發射距離可達800米，采用免費頻段：2.4G
、5.8G
，發射功率小於10mw，屬於微功率短距離設備，免於備案，數據刷新（更新數據時間發射無線電波）時間可變更
，一般為1秒、2秒、4秒或更長，對應有標準IEC62591。

　　WIA等產品還可以集成遠程傳輸無線通信GPRS模塊。

　　2
、近十多年來
，一直用於油田、城市煤氣管線、自來水廠的水源地等處的RTU遠程終端單位，它是成熟的產品
，它滿足了幾點~幾十點輸入、shuchuxinhaodelianjiehechuli，suojiedeceliangyuanjianhuoqitaxianchangyibiaoshizhuanyongdehuotongyongdemoniyibiao，shuchuxinhaokeyishimonilianghekaiguanliang，jingguojizhong
，youtiaozhijietiaoqijierushuchuandiantai。zhezhongmoshiyongyufensandexianchangceliangdewuxianchuanshu。xianzaizhengjinrugengxinhuandaishiqi。youyuRTU的使用習慣及價格優勢，它將與單獨現場儀表互相並存。

　　3、現場總線技術（20餘種現場總線，包括HART），tatigongshuzihuadexianchangyibiao，zaihenduoxingyezuoweiyuanchengcekongxitongdejichushiyouyouxiantiaojiande。yuanshejitongxinjiezhiyouwuxianfangshi，danyibanzhishizuoweitongxinjulideyanshenhebuchong。xianzaihaiyouRI/0(遠方輸入/輸出)設she備bei等deng，已yi在zai工gong程cheng中zhong使shi用yong。總zong之zhi，現xian場chang總zong線xian如ru何he用yong於yu遠yuan程cheng測ce控kong係xi統tong，特te別bie是shi形xing成cheng無wu線xian局ju域yu網wang
，並bing與yu現xian在zai推tui廣guang的de無wu線xian變bian送song器qi產chan品pin相xiang融rong合he

，還hai在zai研yan發fa過guo程cheng之zhi中zhong。

　　4、采用PLC控製器作RTU的替代品或作為PLC性能的擴展，這也是一個在很多遠程控製係統中采用的切實可行的方案，工程實例很多。

　　5、RFID技術
，目前在工廠管理、物流行業已逐步應用，它是非接觸式的可移動的智能身份證，在識別
、跟蹤、查找等方麵功能顯著
，它將是物聯網的基本技術，也是遠程測控係統可開拓的領域。

　　四、當前的遠程測控供應商市場

　　1
、Honeywell公司承接的西氣東輸二線測控係統，西段長2441公裏，東段長2472公裏，另有支線6條，全長3657公裏，地下儲氣庫3座、LNG調峰站等，有多個壓氣站
、分輸站、閥室。采用了PLC、RTU、ESD、SCADA係統。

　　2、安控公司為工業級RTU專業製造公司，油氣田係統集成商
，產品有Super、E5000

、Super32
、SuperE40、E6800
、SuperE50及Super係列網絡化產品等RTU，年產值超過1億元。應用實例有控油機控製、水源井監控
、天然氣井監控
、管道閥室、天然氣調壓站及管網檢測、注水站監控等
，另有原油處理站


、油庫、天然氣門站及中高壓站等工程業績。

　　3

、艾默生公司在市政SCADA係統中業績遍布於美國，國內有哈爾濱市政水務係統，其Ovation SCADA係統支持多種網絡類型：①撥號
，租用線路，擴頻無線（串行）；②租用線路，擴頻無線（以太網）
；③其他無線技術：GPRS/CDMA、Wi-Fi 
、Wi-Max
、自組織網絡等。

　　4、Six net公司除有多種相關產品外，在國內有多個工程實例：勝利油田天然氣集輸計量係統，長慶油田長輸管線巡檢SCADA係統
、深圳燃氣集團LNG天然氣檢測SCADA係統
、撫順新鋼鐵能源計量管理SCADA係統、太原市自來水公司供水調度SCADA係統、澳門威尼斯人酒店電力監控SCADA係統、重慶市環保局汙染源在線監測SCADA係統（北京華控公司研製了下水道化糞池安全預報警係統）、雲南石林10MW光伏發電係統、武廣高鐵防災監控係統等。