监控与数据采集(SCADA)系统及其应用
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1.3 SCADA系统典型架构

SCADA系统的发展经历了集中式SCADA系统阶段、分布式SCADA系统阶段和网络式SCADA系统三个阶段。与集中式SCADA系统结构对应的是所有的监控功能依赖于一台主机(mainframe),采用广域网连接现场RTU和主机。网络协议比较简单,开放性差,功能较弱。分布式SCADA系统充分利用了局域网技术和计算机PC化的成果,可以配置专门的通信服务器,SCADA服务器和操作站,操作站采用组态软件开发人机界面。网络化SCADA系统以各种网络技术为基础,控制结构更加分散化,信息管理更集中。系统普遍以客户机/服务器(C/S)和浏览器/服务器结构(B/S)为基础,多数系统结构上包含这两者结构,但以C/S结构为主,B/S结构主要是为了支持Internet应用,以满足远程监控的需要。与第二代SCADA系统相比,第三代SCADA系统在结构上更加开放,兼容性更好,可以无缝集成到全厂综合自动化系统中。

由于SCADA系统的规模可以从几百点到几万点,用户对SCADA系统的需求是多样的,因此对其系统架构提出了很高的要求。SCADA系统应该具有良好的可扩展性,其系统架构能够灵活构建,可以适应从单机应用到多机多网等多种功能。例如,最简单的SCADA系统为单网单机,即一台计算机可以完成所有的功能。比较复杂的系统是多网多机系统,这样的系统既可以完成所有的SCADA功能,又可以保障其可靠性、容错性。

SCADA系统属于典型的分布式计算机应用系统,在这样的系统中,体系结构是软件系统中最本质的东西,良好的体系结构意味着普适、高效和稳定。由于体系结构是对复杂事务的一种抽象,良好的体系结构是普遍适用的,它可以高效地处理各种各样的个体需求。同时,体系结构在一定的时间内保持稳定。当需求发生变化时,程序员可以不用修改系统的体系结构。