Sistema SCADA 1、Estructura básica El mercado del sistema SCADA está dominado por la arquitectura C / S y principalmente por el software de configuración, la función de SCADA se conoce como "cuatro remotos" en la industria, es decir, en torno a los cuatro aspectos de la recopilación de datos de producción en tiempo real, el monitoreo del proceso del equipo de producción, la alarma anormal del equipo de producción, el análisis de datos, el informe y la visualización del tablero. Los datos recopilados en el proceso de producción están centrados en el producto y se distribuyen en relación con el ser humano, la máquina, el material, el método, el entorno, las pruebas y la investigación y el desarrollo, y se centran en los datos generados durante la operación del equipo de producción. ◆ El sistema SCADA común contiene 5 subsistemas, que son HMI (interfaz hombre-máquina), sistema de monitoreo (computadora), RTU (sistema de control de terminal remoto), PLC y red de comunicación. ◆HMI (Human Machine Interface): La función del elemento HMI es mostrar la información recibida de una manera gráfica fácil de entender y archivar todos los datos recibidos. ◆Sistema de monitoreo (informático): se pueden recopilar datos y enviar comandos para monitorear el progreso del procedimiento. ◆RTU (Remote Terminal Unit, sistema de control de terminal remoto): RTU se puede conectar a muchos sensores utilizados en el programa, y su función es recopilar información del sitio y transmitir esa información al sistema de monitoreo con la ayuda de un software de comunicación. ◆PLC (controlador lógico programable, controlador lógico programable): Es adecuado para la medición y el control de sitios industriales, con funciones de control y medición de campo fuertes, y no proporciona interfaz hombre-máquina. SCADA es la capa de gestión de programación, y PLC es la capa de equipo de campo. Debido a su precio barato y amplia gama de usos, también se usa comúnmente como un dispositivo de campo para reemplazar el sistema de control remoto de terminales para funciones especiales. ◆ Red de comunicación: Es un canal para proporcionar transmisión de datos entre el sistema de monitoreo y RTU (o PLC). 2、Industria de aplicaciones SCADA puede considerarse como el pilar del desarrollo industrial moderno, y su campo de aplicación es muy amplio, utilizado principalmente en industrias basadas en proyectos, que se pueden dividir aproximadamente en tres categorías. ◆ ElLa primera categoría son las industrias de procesos: incluyendo procesamiento y fabricación, generación de energía, ensamblaje, refinación de petróleo, petroquímicos, etc. ◆ ElLa segunda categoría es la infraestructura municipal: incluidas las plantas de suministro de agua y las redes de suministro de agua, el tratamiento de aguas residuales y aguas residuales, las líneas de transmisión de petróleo y gas, la transmisión y el suministro de electricidad, los sistemas de comunicación a gran escala y los sistemas de alarma urbana. ◆ ElLa tercera categoría son las instalaciones públicas: incluyendo monitoreo de aire acondicionado, gestión de energía y monitoreo de seguridad para edificios medianos y grandes, aeropuertos, terminales y metros, etc. 3、Perspectiva de la dirección de desarrollo futuro del sistema SCADA ◆ Plataforma de productos: Los usuarios intermedios y los proveedores de productos tienden a utilizar SCADA como el producto básico de la plataforma, en el que se integran funciones diversificadas como el control de gestión y la alarma de posicionamiento para maximizar el desarrollo de las funciones correspondientes del software SCADA. Redes: Con el progreso de la tecnología y el rápido desarrollo actual de la inteligencia artificial, los usuarios finales a menudo requieren ingenieros de software para monitorear todos los programas sin salir de casa, lo que requiere la recopilación en tiempo real de datos del equipo, almacenamiento de actualizaciones, monitoreo y análisis de software funcional puede ser rastreado y monitoreado de manera oportuna. ◆Sistematización cruzada: Para adaptarse a la diversidad de los sistemas operativos actuales, el futuro software SCADA también necesita tener la función de aplicación de sistemas operativos cruzados para mejorar la flexibilidad de su aplicación. ◆ Apertura: El software futuro se caracteriza por la apertura, y el software adopta "tecnología estandarizada", como ActiveX, tecnología OL (Obiect Linking And Embedding), VBA, OPC (OLE para Control de Procesos) y otras tecnologías. Cuando el usuario en la aplicación real, como las funciones existentes del software no puede cumplir con los requisitos, el usuario puede de acuerdo con sus propias necesidades de desarrollo secundario. Acerca del sistema de gestión de energía 1、Probabilidad básica Sistema de Gestión energética, o EMS para abreviar, es un sistema de control basado en la información que ayuda a las empresas de producción industrial a planificar y utilizar la energía racionalmente, reducir el consumo de energía por unidad de producto, mejorar la eficiencia económica y reducir las emisiones de CO2 mientras se expande la producción. Elsistema de gestión de la energíapuede monitorear el estado de consumo de energía del proceso dinámico de producción y operación del usuario, recopilar una gran cantidad de datos de consumo de energía dispersos de electricidad, agua y gas en el proceso de producción, proporcionar análisis de datos históricos y en tiempo real, funciones multidimensionales de comparación y análisis de consumo de energía, para descubrir los problemas en el proceso de consumo de energía, establecer el sistema de evaluación y gestión del consumo de energía de la empresa optimizando el modo de operación y la estructura de uso de energía, y mejorar la eficiencia de la empresa Puede establecer un sistema de evaluación y gestión del consumo de energía, mejorar la eficiencia de los equipos de suministro de energía existentes, realizar la gestión del ahorro y la eficiencia energética, reducir los costos de producción y lograr una producción eficiente y baja en carbono. La construcción del sistema de gestión de la energía no solo puede satisfacer las necesidades actuales de las empresas para la gestión de la energía, sino también expandirse con el desarrollo continuo de las empresas. El uso del sistema inteligente de gestión de energía puede reducir efectivamente los costos incurridos por las empresas debido a la lectura manual del medidor, las estadísticas de datos,Formulario de mantenimiento y procesamiento de datos de consumo de energía; A través del análisis en línea de los datos de monitoreo, TI puede ayudar a las empresas a realizarMonitoreo en tiempo real, estadísticas precisas, análisis multidimensional y predicción detallada del consumo de energía y, en última instancia, proporcionan un poderoso soporte de datos y soporte de decisiones para el ahorro de energía y la automejora.
Monitorización:Recopilación periódica de información sobre el consumo de energía para proporcionar una base para la gestión de la energía y explicar las desviaciones de los objetivos. Análisis:EMS dispone de un sistema de información capaz de almacenar y analizar datos de consumo energético, que puede ayudar a los usuarios a determinar tendencias en cuanto al uso de energía en cada nivel de producción del proceso de fabricación o a temperatura ambiente del edificio. Objetivos: Establecer objetivos para reducir o controlar el consumo de energía sobre la base de normas o puntos de referencia apropiados. Control:El sistema implementa medidas técnicas y de gestión para corregir cualquier discrepancia con el objetivo. Interacción:El objetivo principal de la interacción es vincular el comportamiento del usuario con el consumo de energía. Al mostrar información de consumo en tiempo real, el usuario puede ver el impacto directo de su comportamiento, lo que puede reducir significativamente el consumo de energía simplemente dando acceso al usuario a su consumo en tiempo real.
3、Arquitectura del sistema Los sistemas comunes de gestión de energía adoptan la arquitectura B/S, incluida una estructura de cuatro niveles: capa de aplicación de gestión de eficiencia energética, capa de servidor, capa de transmisión de red y capa de dispositivo de campo.
(1) Capa de aplicación de gestión de la eficiencia energética Terminal de PC: Acceda al servidor a través del inicio de sesión web para completar la recopilación de datos, verificación, análisis, procesamiento, salida, mantenimiento del sistema, uso autorizado, control de jerarquía de autoridad, etc., y puede transmitir datos importantes, información de alarmas, información de fallas, etc. de la operación de campo a los tomadores de decisiones empresariales. Terminal APP: compatible con "Android + IOS" dos sistemas de terminal móvil, conveniente para que los usuarios accedan al sistema de gestión de energía en el teléfono celular.
(2) Capa de servidor La arquitectura del servidor suele contener dos partes: servidor de datos y servidor de aplicaciones. La aplicación utiliza la arquitectura de microservicios, que tiene grandes ventajas en la capacidad de procesamiento de datos y programas, estabilidad, fiabilidad, seguridad, escalabilidad, capacidad de gestión, etc. Principalmente realiza el almacenamiento, procesamiento, análisis, presentación de aplicaciones, gestión de permisos, protección de seguridad, mantenimiento remoto, gestión de datos y publicación de datos.
(3) Capa de transmisión de red De acuerdo con la situación real del sitio, este diseño del programa utiliza una combinación de métodos cableados e inalámbricos, utilizando RS485, RJ45, LoRa, Wi-Fi, NB-IOT, lectura visual, identificación infrarroja y otros métodos de transmisión para conectar varios tipos de terminales de recolección inteligentes en el área a los administradores de comunicación correspondientes, y cada administrador de comunicación se conecta a la WAN del usuario a través de Ethernet, 4G, 3G, GPRS y otros cableados o Cada administrador de comunicaciones está conectado a la WAN del usuario a través de Ethernet, 4G, 3G, GPRS y otros métodos cableados o inalámbricos para establecer conexión de red con el servidor.
(4) Capa de equipo de campo La capa de equipo de campo es responsable de la recopilación y carga de parámetros eléctricos. Incluye la recopilación y carga de datos de consumo de energía de electricidad, vapor y carbón. La capa de recolección de campo se compone de medidores de potencia multifuncionales, medidores de energía multifuncionales, medidores de agua inteligentes, medidores de gas inteligentes, sensores de temperatura y humedad, lectura infrarroja, lectura visual y otros dispositivos de recolección.
Diagrama de topología de red
4、Dirección de construcción
(1) Mejora del sistema de medición La mejora del sistema de medición es el primer paso de la gestión de la energía. El sistema de gestión de energía recopila datos de consumo de energía de todas las partes de la empresa mediante la instalación de medidores de medición en los circuitos de los equipos que consumen energía, clasificándolos y estableciendo bases de datos históricas y en tiempo real. Realiza la recolección y categorización del consumo de energía eléctrica, agua, aire comprimido, gas natural, vapor, etc. También se puede integrar con otros sistemas, como MES, SCADA, BAS, DCS, ERP, etc. Los datos de consumo de energía se pueden acoplar y compartir a través de ODBC, XML, OPC, FTP, API, Web y otros medios.
2) Construcción de la red de transmisión de datos Realice una transmisión de datos segura y estable. Basado en la red moderna de transmisión de datos, se pueden utilizar métodos de transmisión multicanal y multiruta para transmitir datos de medición al centro de datos. Los métodos de transmisión comunes se dividen en cableados e inalámbricos. La transmisión por cable puede usar fibra óptica, par trenzado, VPN, etc., y la transmisión inalámbrica puede usar 4 / 5G, WIFI, Lora, NB-IoT, etc. La transmisión de cifrado de datos, la adición de aislamiento de seguridad de datos, la división LAN de red, el firewall y otras tecnologías se utilizan para garantizar la seguridad de los datos de la red interna y externa.
(3) Centro de gestión "Internet + big data" Cree un centro de administración de almacenamiento de datos. A través de la implementación localizada, podemos construir un conjunto de centros de almacenamiento de datos distribuidos y multi-redundantes, o construir un grupo de "nube privada" o alquilar una "nube pública". Basándonos en el uso efectivo de "Internet + Big Data", podemos completar el análisis de IA de los datos empresariales.
(4) Construcción de un conjunto dePlataforma de gestión integrada de energía inteligente Realice un mapa de gestión inteligente de la energía. Basado en datos energéticos y apoyado por la transmisión de seguridad de datos y centro de datos, construya una plataforma de gestión integral para la energía inteligente. La plataforma se utiliza para realizar monitoreo en tiempo real, verificación de alarmas, salida de informes, inspección de operación y mantenimiento, gestión de activos, análisis de consumo de energía, predicción de consumo de energía, evaluación experta y otras funciones.
IV. Resumen comparativo Comparación de C/S y B/S Fácil de usar:En cualquier momento, en cualquier lugar, en cualquier sistema, siempre que pueda usar un navegador para acceder a Internet, puede usar el terminal del sistema B / S, más usuarios del sistema pueden unirse simplemente configurando una cuenta, capacitación y soporte de oficina móvil y oficina distribuida. C/S es un procesamiento mecanizado centralizado típico, con una interactividad relativamente baja. Fácil de actualizar:El sistema C / S normalmente es una entidad completa no separable. Si parte de los módulos cambia, otros módulos asociados también deben cambiar. Hace que los costos de actualización del sistema sean relativamente más altos. B / S se compone de bloques de construcción, que se pueden actualizar simultáneamente cambiando solo las páginas, y casi todo el trabajo de desarrollo y mantenimiento se concentra en el lado del servidor, por lo que cuando la empresa actualiza la aplicación web, solo necesita actualizar el software en el lado del servidor. Cuando una empresa actualiza su aplicación web, solo necesita actualizar el software en el lado del servidor. DCS / SCADA se centran relativamente en tiempo real, estabilidad, seguridad, construcción de arquitectura C / S de uso común, mientras que los sistemas de gestión de energía se centran en el análisis y la gestión de la energía y la facilidad de uso, supuestos de arquitectura B / S comúnmente utilizados.
◆ Escenarios de aplicación y comparación de valores
De acuerdo con los diferentes escenarios de aplicación, el valor aportado por cada sistema, naturalmente, no se puede generalizar. DCS / SCADA se utiliza a menudo para el monitoreo y la programación de la operación de producción, centrándose principalmente en la dirección del control del proceso. El sistema de gestión de energía se centra en el monitoreo del consumo de energía y la gestión y análisis de la energía, y es una herramienta importante para un conjunto de gestión de energía empresarial.
