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1市場概述

       SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統，即數據采集與監視控制系統。以遠程數據采集和監控為主要功能的SCADA系統和DCS、PLC一樣，是工業過程自動化和信息化不可或缺的基本系統。SCADA系統從70年代誕生，從基于專用計算機和專用操作系統到基于通用計算機、分布式計算機網絡和數據庫技術，能夠實現大范圍聯網，SCADA系統已經發展為第三代以上。SCADA系統呈現出向開放的體系結構，在20世紀90年代中期， SCADA制造商與解決方案提供商越來越多地選擇了開放的通信協議，如IEC60870—5—101/104、IEC61850、DNP3串行和DNP3 LAN/WAN，這使得用戶在開發系統時，可以更方便地從各種廠商的產品中加以選擇，來實現優化的“混合匹配”。到了20世紀90年代后期，各個I/O制造商繼續向著開放性的方向發展，更多偏向于采用像MODBUSRTU/ASCII那樣開放的消息結構。2000年以后，隨著以太網在工業領域應用被普遍接受，大多數SCADA市場仍然接受了以太網技術。“軟件即是服務”理念也廣泛深入到SCADA各個領域。

        由于SCADA系統三代的演進，工業互聯網技術已經日益滲透到第三代SCADA系統，我們明顯地發現ICT通信系統的迅猛發展極大地影響著SCADA的體系結構，不但過去是這樣，今后還是這樣。 SCADA系統已經擴展到對移動的過程、裝置和流程的數據進行采集和監控，可實現無時不有、無處不在的SCADA。

       力控eForceCon SCADA系統調度平臺軟件V5.0的用途涵蓋從現場監控站到調度中心，為企業提供從下到上的完整的生產信息采集與集成服務，從而為企業綜合自動化、工廠數字化及完整的“管控一體化”的解決方案提供支撐平臺。



2 SCADA應用及功能

       在實際應用中，SCADA比DCS、PLC的應用范圍更廣泛。它的應用一般分為三大類：第一類是工業過程，包括加工制造、生產、發電、裝配和煉油、石化等；依照其被加工的介質流程分為連續、批處理和離散。第二類是基礎設施，包括自來水廠和供水管網、廢水和污水管網和污水處理、輸油/輸氣管線、輸電和供電、大型通信系統及城市報警系統等。第三類是公共設施，包括對中大型建筑物、機場、碼頭及地鐵等的空調監控、能源管理和安保監控等。

       SCADA系統可以廣泛的應用于油田，天然氣，水利，能源管理、市政、煙草，煤礦等行業的生產調度中心、能源管控中心、遠程維護中心、企業數據中心的部署與建設。

在應用了SCADA系統后，可以取得了以下社會和經濟效益：

• 極大地提高了生產和運行管理的安全性能和可靠程度；
• 生產配方管理的自動化可大大提高產品的質量和生產的效率；
• 極大地減低了生產人員面臨惡劣工作環境的可能性，保證了工作過程中第一位的人員的安全性；
• 可大大地減少不必要的人工浪費；
• 通過生產過程的集中控制和管理，極大地提高企業作為一個整體效率的競爭能力；
• 系統通過對設備生產趨勢的保留和處理，可提高預測突發事件的能力，在緊急情況下的快速反應和處理能力可極大地減少生命和財產的損失，從而可帶來潛在的社會和經濟效益；

         力控eForceCon SCADA系統調度平臺軟件V5.0在調度控制中心和區域控制站通過SCADA系統可完成對系統的監控和運行管理，各工藝站場可實現無人職守。



主要功能如下

調度控制中心

         調度控制中心的主要任務是通過各站控系統或RTU對管網進行數據采集及監控，同時實現系統的在線模擬、運行計劃、危險源及定位、運行優化、計量管理、模擬培訓等任務。調度控制中心的操作人員通過SCADA系統操作員工作站所提供/顯示的管網系統工藝過程的壓力、溫度、流量、密度、設備運行狀態等信息，完成對整個系統的操作和管理。其主要功能如下：

        數據采集和處理；工藝流程的動態顯示；報警顯示、管理以及事件的查詢、打印；實時數據的采集、歸檔、管理以及趨勢圖顯示；歷史數據的歸檔、管理以及趨勢圖顯示；生產統計報表的生成和打印;用戶信息管理;下達調度和操作命令；危險源定位；系統事故處理，發出ESD命令；安全保護；控制權限的確定；對全系統進行時鐘同步；SCADA系統診斷；自控設備、儀表的故障診斷和分析；網絡監視及管理；通信信道監視及管理；數據通信信道故障時主備信道的切換；為信息化系統提供數據；與企業自動化管理系統平臺連接、進行數據交換；與上級計算機系統通信等。

后備控制中心

         為保證在意外事件發生時，仍能實時地對系統運行進行調度管理，保持實時數據的采集、處理、存儲的功能。后備控制中心的作用是在調度控制中心由于任何原因不能對系統實施監控時，后備控制中心將接管系統控制權。

主、備調度控制中心之間切換

       在正常情況下，各工藝站場與主調度控制中心交換信息。調度控制中心與后備控制中心通過電信公網的DDN專線（主信道）和無線通訊（備用信道）進行數據實時傳輸，保證數據同步。后備控制中心隨時監視和跟蹤調度控制中心的運行狀態，一旦發現調度控制中心異常，立即自動或人工手動啟動門站的后備控制中心接管監控權。另外，調度控制中心也可向通信網管中心提出請求，將各工藝站場SCS與RTU的通信切換到后備控制中心。調度控制中心恢復正常后，它首先完成與后備控制中心的數據同步，然后恢復對管網的監控權。

3 市場分析及預測

          由于各個應用領域對SCADA的要求不同，所以不同應用領域的SCADA系統發展也不完全相同。

           國家的重點大型項目的水利及市政項目中如南水北調干線、多個軌道交通SCADA上都是也以國外產品為主，市政行業的SCADA早期的調度市場主要的集成商有安控、清華紫光、清華同方等，他們在項目集成中選用的SCADA平臺產品也主要低端組態軟件為主，隨著兩化融合趨勢的發展，對大型SCADA調度軟件平臺提出更高的要求。

         以西氣東輸和川氣東送的上游油氣管線領域的SCADA設備以進口品牌為主，各大城市燃氣公司由于企業擴張及管控的需要，對SCADA平臺提出了更高的要求，中國工控網自2007年公開資料就開始認為中國SCADA整體市場增長率約為10-15%。其中市政和配網自動化可能成為SCADA增長最快的行業領域。

        電力系統中的SCADA系統應用相對最為廣泛，技術發展也最為成熟。以RTU、微機保護裝置為核心，將變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入計算機系統，變電所的綜合自動化已經在我國得到大規模應用。電力系統中該領域的主要供應商有南瑞集團、北京四方、國電南自、許繼電氣等，開發的產品也特定的用在電力領域，其中220kV及以上的調度系統，由于技術門檻較高，目前只有南瑞科技、南瑞繼保、北京四方、國電南自、許繼電氣等少數幾家國內供應商可以提供相應產品。

       隨著我國國民經濟的發展，已經進入到城市軌道交通的大發展時期，2015年我國已建成地鐵接近3000公里，2020年總里程將達6200公里。城市軌道交通綜合監控系統作為通用SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，即數據采集與監視控制系統）系統在城市軌道交通行業的具體應用，綜合監控系統用系統化方法將各分散的自動化系統聯結為一個有機的整體，實現軌道交通各專業系統之間的信息互通、資源共享，也廣泛的帶動了SCADA綜合調度市場。

        基于windows平臺的國外中高端的SCADA產品主要是施耐德的wonderware，GE公司的proficy，HoneyWell的PKS系統等。基于跨平臺的中高端的國外產品主要是施耐德的telvent與西門子公司的PVSS等。國內工業通用中大型SCADA平臺主要是力控科技的eForceCon產品系列與亞控科技的kingScada等。國外的各個廠家也紛紛推出一體化集成的解決方案來適配新一代調度監控的要求，國內SCADA平臺廠家中北京力控科技也逐步推出了基于統一架構平臺的解決方案。相關產品已經在城市燃氣、油氣田、市政、水利得到了廣泛的應用，隨著產品統一架構不斷的提升也已逐步推廣到大型分布式SCADA系統中的應用。

        一般工業自動化產品的壽命期都在五年左右，SCADA調度平臺軟件作為工業IT由于受到IT業的摩爾定律影響，升級及運維的要求更高，使得產品版本迭代升級頻繁。SCADA調度平臺軟件有一個特點，穩定性是第一重要指標，而且采用新技術會比其他行業的軟件稍滯后一段時間。SCADA調度系統的經濟壽命期與操作系統有很大的關系，如果操作系統沒有大的變化，隨著技術的不斷發展，本項目產品還可以通過升級換代而延長其壽命期，因此，會有一個相當長的經濟壽命期。

4 新一代自動化軟件平臺

        隨著“兩化融合”信息化、工業化的深度融合，加快了智能工廠與智慧城市建設的速度。大型智慧工業企業和智慧城市園區都需要完成從數字化到智慧層的跨越，通過云計算平臺從信息共享上升到知識業務的高度共享和傳承，打破條塊分割，實現面向績效目標的發展模式。基于分布式實時歷史數據庫的工業軟件平臺的智能管控系統是建設智能工廠的一體化的生產指揮系統的動力和引擎。在企業智能管控一體化的業務需求推動下，工業自動化軟件系統朝著智能化、分布式、集成化、網絡化、平臺化、綜合管理等方向發展。

        適配“兩化深度融合”的統一架構平臺需要完成從數據采集、數據存儲、數據傳輸及數據應用、數據安全、網絡安全等所有環節自頂向下進行數據模型和業務模型的抽象，力控科技的ForceCon產品家族是以“分布式實時數據庫”為核心搭建力控家族“工業控制消息總線”，并支持集成面向服務（SOA）系統架構的“信息服務總線”。消息總線和服務總線提供可靠通用的信息交互機制和廣域服務機制，實現整個系統間的安全高效的數據通信和應用集成。貫穿整個企業信息化業務，可以自由構建不同規模的應用，實現從底層工業現場控制（小型場站系統、嵌入式HMI）、到生產調度指揮管理（SCADA）及上層信息化管理（MES、ERP）的融合，也可以完全擁抱虛擬化云計算所帶來的可擴展性，創建混合解決方案將數據推向云端的并保證其完整性，促進企業信息化融合。



        力控科技的統一架構平臺組成的SCADA調度系統具有靈活的系統架構，以分布式實時數據庫為消息總線自由構建不同規模的應用，從單用戶的系統到服務器/客戶端、Web、冗余等混合應用的大型系統，系統架構可由用戶自由設計。軟件具有高擴展性，可便捷添加客戶機，不影響現有系統的正常運行。

         力控科技的統一架構平臺組成的SCADA調度系統以分布式區域實時數據庫為核心，分布式實時數據庫技術可以保證生產數據精確輸出并完成可視化，實時數據庫無限的分層結構可使大型企業信息盡收眼底。力控SCADA系統調度平臺軟件具有靈活的系統應用架構，可以自由構建不同規模的應用，滿足用戶對企業信息化的多樣性要求，用戶在此基礎上可以靈活的構建適合企業應用的解決方案。

         力控科技的統一架構平臺組成的SCADA調度系統支持獨立的歷史歸檔數據庫，可進行海量歷史數據歸檔，方便歷史數據追憶。具備分布式的數據源管理模式，SCADA平臺軟件的可視化人機交互界面無需編程，直接通過遠程數據源的配置方式就能與遠程數據庫進行信息交互，完成生產監控、查詢、曲線分析等各項功能。

        Web服務器經過簡單配置就可以將生產數據進行網絡發布，實現在任何地方對生產過程進行實時的監控，滿足企業“兩化融合”的需要。