★ SCADA：監督控制和資料採集

監控與資料採集 (SCADA) 詳解 

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什麼是 SCADA，誰使用它，SCADA 是如何演變的 ⋯⋯

SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）是一個軟體和硬體元素系統，允許組織透過直接與工廠生產線機械介面，和檢視即時資料來控制和監控工業流程。

使用 SCADA 系統，工業組織可以：

• 在本地或遠端控制工業流程和關鍵基礎設施
• 監控、收集和處理即時資料
• 透過人機介面（HMI）軟體直接與感測器、閥門、泵、電機等裝置互動
• 將事件記錄到日誌檔案中

SCADA 系統對工業組織非常重要，因為它們有助於保持效率，處理資料以做出更明智的決策，並溝通系統問題以幫助減少停機時間。

基本的 SCADA 架構，從可程式邏輯控制器（PLC）或遠端終端單元（RTU）開始。PLC 和 RTU 是微型電腦，它們與一系列物件（如工廠機器、HMI、感測器和終端裝置）進行通訊，然後使用 SCADA 軟體將這些資訊從這些物件傳輸到電腦。SCADA 軟體處理、分發和顯示資料，幫助操作員和其他員工分析資料，並做出重要決策。

例如，SCADA 系統會迅速通知操作員，一批產品顯示出很高的錯誤發生率。 操作員暫停操作，並透過 HMI 檢視 SCADA 系統資料，以確定問題的原因。 操作員檢視資料，發現機器出現故障。SCADA 系統將問題通知操作員的能力有助於他解決問題，並防止產品進一步丟失。

基本的 SCADA 圖
 

基本SCADA圖

誰使用 SCADA？

SCADA 系統被公共和私營部門的工業組織和公司，用來控制和保持效率，分發資料以做出更明智的決策，並溝通系統問題，以幫助減少停機時間。SCADA 系統在許多不同類型的企業中都執行良好，因為它們可以從簡單的配置到大型、複雜的安裝。SCADA 系統是許多現代行業的支柱，包括：

能量 食物和飲料 製造

石油和天然氣 權力 回收

運輸 水和廢水 還有很多

幾乎在當今世界的任何地方，都有某種類型的 SCADA 系統在幕後執行：維護當地超市的製冷系統，確保煉油廠的生產和安全，在廢水處理廠達到品質標準，甚至追蹤你在家裡的能源使用情況，舉幾個例子。

有效的 SCADA 系統可以大大節省時間和金錢。 已經發布了許多案例研究，強調了使用現代 SCADA 解決方案（如 Ignition）的好處和節省。

SCADA 的誕生

能源部科技資訊辦公室（OSTI），科學辦公室[公共領域]，透過維基共享資源

為了理解 SCADA 的起源，我們必須瞭解工業組織試圖解決的問題。 在 20 世紀中葉引入 SCADA 概念之前，許多製造工廠、工業工廠和偏遠地點，依靠人員透過按鈕和類比撥號，手動控制和監控裝置。

隨著工業樓層和遠端場域的規模開始縮小，需要解決方案來控制遠距離裝置。 工業組織開始利用繼電器和計時器來提供一定程度的監督控制，而不必派人到遠端地點與每個裝置互動。

雖然繼電器和計時器，透過提供有限的自動化功能解決了許多問題，但隨著組織不斷擴充，更多問題開始出現。 繼電器和計時器很難重新配置和發現故障，控制面板佔用了機架和機架的空間。 需要一個更高效和完全自動化的控制和監控系統。

在 20 世紀 50 年代初，電腦首次被開發並用於工業控制目的。 當時，監督控制開始在主要公用事業、石油和天然氣管道和其他工業市場中流行起來。 在 20 世紀 60 年代，為了監測建立了遙測，這使得自動化通訊將測量，和其他資料從遠端場域傳輸到監控裝置。

「SCADA」一詞是在 20 世紀 70 年代初創造的，在這十年裡，微處理器和 PLC 的興起，比以往任何時候，都提高了企業監控和控制自動化流程的能力。

SCADA 的演變

SCADA 的第一次迭代始於大型電腦。 我們今天所知的網路不可用，每個 SCADA 系統都是獨立存在的。 這些系統現在被稱為整體 SCADA 系統。

在 80 年代和 90 年代，由於較小的電腦系統、區域網（LAN）技術，和基於 PC 的人機介面軟體，SCADA 領域不斷發展。SCADA 系統很快就可以連線到其他類似的系統。 這些系統中使用的許多區域網協議都是專有的，這讓供應商可以控制最佳化資料傳輸。 不幸的是，這些系統無法與其他供應商的系統進行通訊。 這些系統被稱為分散式 SCADA 系統。

在 20 世紀 90 年代和 21 世紀初，SCADA 以分散式系統模式為基礎，採用非特定於供應商的開放系統架構和通訊協議，從而進行了漸進式變革。 這種被稱為網路 SCADA 系統的 SCADA 迭代，利用了乙太網等通訊技術。 網路 SCADA 系統允許其他供應商的系統相互通訊，解決了舊的 SCADA 系統施加的限制，允許組織將更多裝置連線到網路。

雖然 SCADA 系統經歷了重大的進化變化，但許多工業組織繼續在企業層面的工業資料訪問方面掙扎。 從 20 世紀 90 年代末到 21 世紀初，出現了技術繁榮，個人電腦和 IT 技術加速發展。 結構化查詢語言（SQL）資料庫，成為 IT 資料庫的標準，但 SCADA 開發人員沒有採用。 這導致了控制和 IT 領域之間的裂痕，隨著時間的推移，SCADA 技術變得過時了。

傳統的 SCADA 系統仍然使用專有技術來處理資料。 無論是資料歷史學家、資料聯結器，還是其他資料傳輸手段，解決方案都很混亂，而且非常昂貴。 現代 SCADA 系統，目的在透過利用最好的控制，和 IT 技術來解決這個問題。

現代 SCADA 系統

現代 SCADA 系統，允許從世界任何地方連線工廠生產線的即時資料。 這種對即時資訊的連線，使政府、企業和個人能夠就如何改進其流程，做出資料驅動的決策。 如果沒有 SCADA 軟體，即使不是不可能，也很難收集足夠的資料，來進行始終如一的知情決策。

此外，大多數現代 SCADA 設計師應用程式，具有快速應用程式開發（RAD）功能，允許使用者相對輕鬆地設計應用程式，即使他們對軟體開發沒有廣泛的瞭解。

將 SQL 和基於 Web 的應用程式等，現代 IT 標準和實踐，引入 SCADA 軟體，大大提高了 SCADA 系統的效率、安全性、生產力和可靠性。

與過時的 SCADA 軟體相比，利用 SQL 資料庫功能的 SCADA 軟體，提供了巨大的優勢。 將 SQL 資料庫與 SCADA 系統一起使用的一個大優勢是，它可以更容易地整合到現有的 MES 和 ERP 系統中，允許資料無縫地流經整個組織。

來自 SCADA 系統的歷史資料，也可以記錄在 SQL 資料庫中，這允許透過資料趨勢進行更輕鬆的資料分析。

瞭解點火：新的SCADA®

Ignition HMI/SCADA 軟體

Ignition by Inductive Automation®是一個工業自動化軟體平台，許多企業和組織已經根據其 HMI/SCADA 需求而切換到它。

自 2010 年以來，Ignition 已經安裝在 100 多個國家的數千個地點。 其強大而堅固的特性，使 SCADA 系統整合商能夠滿足客戶的需求，同時成本比其他 SCADA 軟體解決方案低。

以下是更多企業選擇 Ignition 的幾個原因：

• 點火使用現代 IT 實踐，使其與當前的 SCADA 系統元件相容。
• 其獨特的許可模式，允許使用者根據伺服器數量支付固定費用。 其他 SCADA 供應商通常按客戶端或按標籤收費，但 Ignition 提供無限的客戶端和標籤。
• Ignition 是網路佈署的：它可以在幾分鐘內下載和安裝，客戶端可以立即啟動或更新。

歸納自動化的座右銘「夢想它，做它」是 Ignition 能做什麼的完美體現。 雖然它的大膽主張聽起來好得不像真的，但該軟體的一次演示證明了它到底有多強大。 一旦你看到了可能的事情，你將開始想像該軟體如何滿足你的 SCADA 需求，並開闢新的可能性。

Ignition SCADA 架構

 

 

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