区域治理智能电力与应用地铁供电领域中ＳＣＡＤＡ系统的应用研究李卓苑南京地铁运营有限责任公司，江苏南京２１００１２摘要：监控和数据采集（ＳＣＡＤＡ）是一种控制系统体系结构，它使用计算机、网络数据通信和图形用户界面进行高级过程监控管理，并使用其他外围设备，如可编程逻辑控制器和离散ＰＩＤ控制器与过程Ｚ－－厂或机器接口。在地铁供电领域中应用ＳＣＡＤＡ计算机系统处理允许监视和发出过程命令（例如控制器设置点改变）的操作员界面，从而提高供电的稳定性。本文对ＳＣＡＤＡ系统在地铁供电领域中的应用进行了研究。关键词：地铁供电；ＳＣＡＤＡ系统；应用一、ＳＣＡＤＡ系统ＳＣＡＤＡ概念是作为远程访问各种本地控制模块的通用手段而开发的，这些模块可以来自允许通过标准自动化协议访问的不同制造商。实际上，大型ＳＣＡＤＡ系统在功能上已经变得非常类似于分布式控制系统，但是使用了与工厂接口的多种方式。该系统可以控制包括多个站点的大规模流程。并且可以远距离和近距离工作。这是最常用的工业控制系统之一，但人们担心ＳＣＡＤＡ系统容易受到网络战／网络恐怖袭击。二、控制操作中的ＳＣＡＤＡ概念ＳＣＡＤＡ系统的关键属性是它对各种其他专有设备执行监督操作的能力。图１是使用计算机控制显示功能制造水平的通用模型。…■……ｎ…，“瞄珏珏溢赫………冀一…墨…。照。。一…一轴赫醣鳓ｍｍ潮、Ｗ｛㈣凇§。爨羹、蕊、乏：≤……∞…．…㈣”蒜…≮～豢”≮？一…。４＊。ｚ麓嚣ｉ黼＊ｉ絮一：佑？麓三图１ＳＣＡＤＡ系统组成０级包含现场设备，如流量和温度传感器，以及最终控制元件，如控制阀。１级包含工业化输入／输出（Ｉ，Ｏ）模块及其相关的分布式电子处理器。２级包含监控计算机，它核对来自系统上处理器节点的信息，并提供操作员控制屏幕。３级是生产控制级，不是直接控制过程．而是监控生产和目标。４级是生产调度级。１级包含可编程逻辑控制器（ＰＬＣｓ）或远程终端单元（ＲＴＵ）。２级包含ＳＣＡＤＡ软件和计算平台。ＳＣＡＤＡ软件仅存在于此监督级别，因为控制动作由ＲＴＵ或ＰＬＣｓ自动执行。ＳＣＡＤＡ控制功能通常限于基本的超控或监督级干预。例如．ＰＬＣ可以将通过部分工业过程的冷却水流量控制到设定点水平。但是ＳＣＡＤＡ系统软件将允许操作者改变流量的设定点。ＳＣＡＤＡ还可以显示和记录流量损失或高温等报警条件。反馈控制回路由ＲＴＵ或ＰＬＣ直接控制，但ＳＣＡＤＡ软件监控回路的整体性能。第３级和第４级不是传统意义上的严·１７２·格过程控制，而是生产控制和调度发生的地方。数据采集从ＲＴＵ或ＰＬＣ级别开始，包括仪表读数和设备状态报告，这些报告根据需要传达给二级ＳＣＡＤＡ。数据被编译和格式化，使得使用ＨＭＩ（人机界面）的控制室操作员可以作出监控决定，以调整或超越正常的ＲＴＵ（ＰＬＣ）控制。数据也可以提供给历史学家，通常建立在商品数据库管理系统上，以允许趋势分析和其他分析审计。ＳＣＡＤＡ系统通常使用标签数据库。该数据库包含称为标签或点的数据元素，这些元素与过程系统内的特定仪器或致动器相关，如管道和仪器图。根据这些独特的过程控制设备标签参考来累积数据。三、ＳＣＡＤＡ系统在地铁供电领域的应用ＳＣＡＤＡ系统传统上使用无线电和直接有线连接的组合，尽管ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ也经常用于铁路和电站等大型系统。ＳＣＡＤＡ系统的远程管理或监控功能通常被称为遥测。一些用户希望ＳＣＡＤＡ数据通过他们预先建立的公司网络传输，或者与其他应用程序共享网络。不过，早期低带宽协议的遗留问题依然存在。ＳＣＡＤＡ协议设计得非常紧凑。许多设计仅在主站轮询ＲＴＵ时发送信息。典型的传统ＳＣＡＤＡ协议包括ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ、ＲＰ一５７０、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ和Ｃｏｎｉｔｅｌ。这些通信协议，除了Ｍｏｄｂｕｓ（Ｍｏｄｂｕｓ已经由施耐德电气开放）之外，都是ＳＣＡＤＡ厂商特有的，但是被广泛采用和使用。标准协议是ＩＥＣ６０８７０—５—１０１或１０４、ＩＥＣ６１８５０和ｄｎ３。这些通信协议被所有主要ＳＣＡＤＡ供应商标准化和认可。这些协议中的许多现在都包含通过ＴＣＰ／ＩＰ操作的扩展。尽管传统网络规范（如ＴＣＰ／｜Ｐ）的使用模糊了传统网络和工业网络之间的界限，但它们各自满足了根本不同的要求。网络模拟可与ＳＣＡＤＡ模拟器结合使用，以执行各种“假设”分析。随着安全需求的增加和关键基础设施保护，卫星通信的使用也越来越多。这样做的主要优点是，基础设施可以是独立的（不使用公用电话系统的电路），可以具有内置加密功能，并且可以根据ＳＣＡＤＡ系统运营商要求的可用性和可靠性进行设计。以前使用消费级甚小口径终端的经验很差。现代运营商级系统提供ＳＣＡＤＡ所需的服务质量。ＲＴＵ和其他自动控制器设备是在互操作性的行业标准出现之前开发的。在较大的供应商中，也有创建自己的协议来“锁定”客户群的动机，汇编自动化协议列表。０ＬＥｆｏｒｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ（ＯＰＣ）可以连接不同的硬件和软件。独立于供应商的协议。ＯＰＣＵＡ正开始被多个ＳＣＡＤＡ供应商广泛采用。自１９９８年左右以来，几乎所有主要地铁制造商都提供了集成的ＨＭＩ／ＳＣＡＤＡ系统，其中许多使用开放和非专有的通信协议。许多专门的第三方ＨＭＩ／ＳＣＡＤＡ软件包，提供了与大多数主要ＰＬＣ的内置兼容性，也进入了市场，允许机械工程师、电气工程师和技术人员自行配置ＨＭＩ。而不需要软件程序员编写的定制程序。远程终端单元（ＲＴＵ）连接到物理设备。通常，ＲＴＵ将来自设备的电信号转换成数字值。例如来自开关或阀的打开／关闭状态，或者测量值，例如压力、流量、电压或电流。通过将这些电信号转换并发送到设备，ＲＴＵ可以控制设备。例如打开或关闭开关或阀，或者设置泵的速度。“Ｓｍａｒｔ”ＲＴＵ或标准ＰＬＣ能够自主执行简单的逻辑过程，而不涉及监控计算机。他们使用标准化的控制编程语言，例如ｕｎｄｅｒ、ＪＥＣ６１１３１—３（一套５种编程语言，包括功能块、梯形图、结构化文本、序列功能图和指令列表），经常用于创建在这些ＲＴＵ和ＰＬＣ上运行的程序。与Ｃ编程语言或ＦＯＲＴＲＡＮ等过程语言不同，ＩＥＣ６１１３１—３具有类似历史物理控制阵列的最低训练要求。这使得ＳＣＡＤＡ系统工程师能够在ＲＴＵ或ＰＬＣ上执行程序的设计和实现。四、结语在地铁供电领域中应用ＳＣＡＤＡ系统可以显著提高供电的自动化水平，还能加强地铁电力系统检修的质量和效率，从而更好地保障地铁供电系统的安全和稳定性。因此，ＳＣＡＤＡ系统在地铁供电领域中有着广阔的应用空间。参考文献：ｆ１１曾德容地铁供电系统可靠性和妥全ｆ２１李士达基于ＳＣＡＤＡ系统的铁路工程电力大学，２０１４性分析方法研究ｆＤ］．西南交通大学，２０１４及其在设备故障诊断中的研究与应ｒｆ］ｆＤｌ华北
