1.3　SCADA系统典型结构

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。

1.3.1　客户机/服务器结构

C/S结构中客户机和服务器之间的通信以“请求-响应”的方式进行。客户机先向服务器发出请求，服务器再响应这个请求，如图1.5所示。

C/S结构最重要的特征是：它不是一个主从环境，而是一个平等的环境，即C/S系统中各计算机在不同的场合既可能是客户机，也可能是服务器。在C/S应用中，用户只关心完整地解决自己的应用问题，而不关心这些应用问题由系统中哪台或哪几台计算机来完成。能为应用提供服务的计算机，当其被请求服务时就成为服务器。一台计算机可能提供多种服务，一个服务也可能要由多台计算机组合完成。与服务器相对，提出服务请求的计算机在当时就是客户机。从客户应用角度看，这个应用的一部分工作在客户机上完成，其他部分的工作则在（一个或多个）服务器上完成。如在SCADA系统中，当SCADA服务器向PLC请求数据时，它是客户机，而当其他操作站向SCADA服务器请求服务时，它就是服务器。显然，这种结构可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到客户端和服务器端来实现，降低了系统的通信开销。

1.3.2　浏览器/服务器结构

随着Internet的普及和发展，以往的主机/终端和C/S结构都无法满足当前的全球网络开放、互连、信息随处可见和信息共享的新要求，于是就出现了B/S型结构，如图1.6所示。B/S结构最大特点是：用户可以通过浏览器去访问Internet上的文本、数据、图像、动画、视频点播和声音信息，这些信息都是由许许多多的Web服务器产生的，而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务器中。这种结构的最大优点是：客户机统一采用浏览器，这不仅让用户使用方便，而且使得客户端不存在维护的问题。当然，软件开发和维护的工作不是自动消失了，而是转移到了Web服务器端。可以采用基于Socket的ActiveX控件或Java Applet程序两种方式实现客户端与远程服务器之间的动态数据的交换。ActiveX控件和Java Applet都是驻留在Web服务器上，用户登录服务器后下载到客户机。Web服务器在响应客户程序过程中，若遇到与数据库有关的指令，则交给数据库服务器来解释执行，并返回给Web服务器，Web服务器再返回给浏览器。在这种结构中，将许许多多的网连接到一块，形成一个巨大的网，即全球网。而各个企业可以在此结构的基础上建立自己的Intranet。对于大型分布式SCADA系统而言，商的支持。

1.3.3　两种系统结构比较

1.B/S模式的优点和缺点

B/S结构的优点表现在：

（1）具有分布性特点，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。

（2）业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能。

（3）维护简单方便，只需要改变网页，即可实现所有用户的同步更新。

（4）开发简单，共享性强。

B/S结构的缺点表现在：

（1）个性化特点明显降低，无法实现具有个性化的功能要求。

（2）操作是以鼠标为最基本的操作方式，无法满足快速操作的要求。

（3）页面动态刷新、响应速度明显降低。

（4）功能弱化，难以实现传统模式下的特殊功能要求。

2.C/S模式的优点和缺点

C/S结构的优点表现在：

（1）由于客户端实现与服务器的直接相连，没有中间环节，因此响应速度快。

（2）操作界面漂亮、形式多样，可以充分满足客户自身的个性化要求。

（3）C/S结构的管理信息系统具有较强的事务处理能力，能实现复杂的业务流程。

C/S模式的缺点表现在：

（1）需要专门的客户端安装程序，分布功能弱，针对点多面广且不具备网络条件的用户群体，不能够实现快速部署安装和配置。

（2）兼容性差，对于不同的开发工具，具有较大的局限性。若采用不同工具，需要重新改写程序。

（3）开发成本较高，需要具有一定专业水准的技术人员才能完成。

一般而言，B/S和C/S两者结构上具有各自特点，都是流行的计算SCADA系统结构。在Internet应用、维护与升级等方面，B/S比C/S要强得多；但在运行速度、数据安全、人机交互等方面，B/S不如C/S。 AcEcPj53CnFA48hW8sKFiqA8o+VN6p39MW+h2JOl0wSa+f9SOHevuaOpMGyXAjGC