我们总是被问到，“什么是 SCADA，它是如何工作的？” SCADA代表监督控制和数据采集。它是一种旨在从工业设备收集数据的控制系统。在本文中，我们将向您简要介绍 SCADA 系统、它们的工作原理以及如何开始实施 SCADA 解决方案。
什么是SCADA系统？
SCADA 系统是硬件和软件的组合，通过捕获操作技术 (OT)实时数据来实现工业过程自动化。SCADA 将监控电机、泵和阀门等设备的传感器连接到现场或远程服务器。
SCADA 系统使组织能够：
1.本地或远程位置控制流程
2.采集、分析和显示实时数据
3.直接与传感器、阀门、泵和电机等工业设备交互
4.记录并存档事件以供将来参考或创建报告。
根据 SCADA 控制系统的配置，可以从俯瞰工业厂房的操作员工作站、直接位于机器旁边的 HMI，甚至从员工的家中查看工业过程的状态。
SCADA系统硬件
SCADA 硬件，例如远程终端单元 (RTU) 和可编程逻辑控制器 (PLC)，充当获取传感器信息的本地收集点。现代 SCADA 系统中的硬件通常会通过编程逻辑触发所连接设备的操作。在 SCADA 系统中，从传感器收集的数据由通常称为“网关”的计算机收集。
不同的边缘工作负载以不同的方式使用计算机硬件。
1.网关将数据从 PLC 传递到服务器或边缘。
2.边缘计算机靠近数据源，可以充当网关。然而，他们将首先处理数据，然后再传输到云端或中央物理服务器。 这使得本地层面能够更快地做出决策，并节省带宽和成本。
3.人机界面 (HMI)提供用于机器监视和控制的本地触摸屏界面。它们还可以充当网关或边缘计算机。
4.该服务器 充当本地 SCADA 系统的中央控制。您的本地历史服务器（随时间推移的历史数据记录）可能位于此处。根据架构，它还可能向云或企业网络上的更大服务器报告
收集后，传感器数据可以直接通过 SCADA 软件进行处理，也可以保存以供以后查看。SCADA 系统可以帮助从执行操作的同一位置或远程站点监视和控制流程。
工业可编程逻辑控制器。
SCADA系统实例
SCADA 提供本地运营的实时可见性，帮助企业主和运营商做出更明智的决策，提高效率并最大限度地减少停机时间。但 SCADA 如何用于实际应用呢？让我们看一下一些常见的用例。
石油和天然气
SCADA 广泛应用于石油和天然气行业的工业过程自动化。由于计划外停机仅一小时的成本就可能超过 100 万美元，因此制定正确的解决方案至关重要。借助 SCADA 解决方案，企业无需在现场即可更深入地了解储罐液位、温度、压力和流量等信息。然后可以自动根据该信息采取行动。
例如，对于 SCADA 系统，如果传感器读取到井中的压力已开始达到不安全水平，则会发出警报，系统会自动关闭。这种可见性不仅对于确保现场人员的安全至关重要，而且有助于防止代价高昂的停机并节省资源。
智慧城市
从废水处理到电网管理，智慧城市越来越依赖 SCADA 控制系统来帮助监控和优化从交通灯模式到公共电力消耗的一切。当一个城市能够看到公共交通或电力消耗等资源使用高峰时，他们能够更快地做出反应。
当认识到重复的趋势时，城市可以长期优化资源。例如，某些温度和湿度水平可能与居民打开供暖或制冷系统直接相关。城市管理者可以让电网做好准备，随着条件的发展增加电力生产和传输。
从更细化的角度来看，充电电动汽车数量的增加可能对城市电网产生越来越大的影响。SCADA 系统是帮助监控和适应不断变化的电力需求的一种方法。
智能制造
现代工厂使用 SCADA 监控来自机械传感器的数据，以预测维护、监控输出速度并提高操作员安全。例如，假设数据表明胶合板切割机上的旋转钻头振动过度。SCADA 软件经过编程后可以立即关闭机器电源，避免对材料或操作员造成潜在伤害。
另一个例子是使用 SCADA 进行预测性维护。一台设备在其维护周期的某个时刻可能会变得效率较低。借助 SCADA 系统，您可以识别这种模式并更改维护计划以避免生产瓶颈。如果没有 SCADA 系统，就很难手动识别此类模式。
借助 SCADA，生产设施可以通过创建规则来选择直接控制和自动控制的混合版本。该系统可以自动响应异常数据，或者可以向操作员发出异常操作警报，然后操作员可以就适当的后续步骤做出明智的决定。
利用感应自动化点火的 SCADA 系统示例
如何实施 SCADA 解决方案
要成功实施 SCADA 解决方案，请按照以下步骤操作：
1.清晰定义并了解您想要监控的内容
2.确定您当前收集的数据以及如何收集
3.从小事做起：选择一组数据和一个位置来进行概念验证 (POC)
4.定义可扩展架构
5.添加网关连接当前数据采集点
6.如果需要，创建新的数据收集点
7.将您的数据集中到您的预期监控位置
8.您选择的 SCADA 软件中的地图数据
9.添加数据和控件的可视化
10.定义自动化和规则
然后 SCADA 软件接管，帮助您与设施进行交互，提醒您问题，通知预测性维护，并提供对少数甚至数千台设备的控制。
乍一看可能很复杂，但目标很简单。首先，连接你想要监控的东西。然后，选择您希望监视和控制它们的位置。
集成SCADA软件
随着现代工业设施产生的数据量越来越大，优化的机会也变得前所未有的巨大。收集数据并采取行动的概念并不新鲜。但是，今天的 SCADA 解决方案提供了以前无法获得的令人难以置信的见解和功能。
