1.1 SCADA系统概念

SCADA是英文“Supervisory Control And Data Acquisition”的简称，翻译成中文就是“监控与数据采集”，有些文献也简称为监控系统。从其名称可以看出，其包含两个层次的基本功能：数据采集和监控。图1.1所示为一个大型油田SCADA系统。该系统包括位于井口的现场控制层设备，如RTU和PLC、转接站监控子系、联合站计算机控制系统（通常采用集散控制系统）和油田中心站监控系统。这种结构在其他类似的各种监控系统中经常可以看到，如城市排水公用事业（水、污水、雨水、燃气）远程监控系统、油气远距离输送控制系统、电力调度自动化系统、交通自动监控系统、通信基站远程监控等。

目前对SCADA系统无统一的定义。一般来讲，SCADA系统特指分布式远程计算机测控系统，主要用于测控点十分分散、分布范围广泛的生产过程或设备的监控。通常情况下，测控现场是无人或少人值守。SCADA系统在控制层面上至少具有两层结构，以及连接两个控制层的通信网络，这两层控制设备是处于测控现场的数据采集与控制终端设备（通常称为下位机——Slave Computer）和位于中控室的集中监视、管理和远程监控计算机（上位机——Master Computer或Master Terminal Unit）。复杂的SCADA系统可以有多个现场监控中心，每个监控中心与一定数量的现场控制站通信，完成一定范围内设备监控。上一层的调度中心再和现场监控中心通信，对整个现场设备进行远程监控，对整个被控设备、过程进行集中管理。例如，长距离油气管道远程输送监控系统，就是这样的系统类型。

参考国内外的一些文献，这里作者给出一个SCADA系统的定义：SCADA系统是一类功能强大的计算机远程监督控制与数据采集系统，它综合利用了计算机技术、控制技术、通信与网络技术，完成了对测控点分散的各种过程或设备的实时数据采集，本地或远程的自动控制，以及生产过程的全面实时监控，并为安全生产、调度、管理、优化和故障诊断提供必要和完整的数据及支持。

近年来，随着网络技术、通信技术特别是无线通信技术的发展，SCADA系统在结构上更加分散，通信方式更加多样，系统结构从C/S（客户机/服务器）架构向B/S（浏览器/服务器）与C/S混合的方向发展，各种通信技术如数传电台、GPRS、PSTN、VPN、卫星通信等得到更加广泛的应用。

虽然可以采用一台计算机配接各种I/O卡件并且运行自行开发的应用软件也可以实现数据采集与监控，但这类最小规模的系统并不是本书要重点介绍的。当然，本书介绍的内容也同样可以帮助开发这种小型的SCADA系统。