在电力系统中,SCADA系统应用最为广泛,技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统(EMS系统)的一个最主要的子系统,有着信息完整、效率高、能正确掌握系统运行状态、可加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势,现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益,减轻调度员的负担,实现电力调度自动化与现代化,提高调度的效率和水平发挥着不可替代的作用。图1.11所示为某电力SCADA系统结构图。
图1.11 电力SCADA系统结构图
SCADA系统在油气采掘与长距离输送中占有重要的地位,系统可以对油气采掘过程、油气输送过程进行现场直接控制、远程监控、数据同步传输记录,监控管道沿线及各站控系统运行状况。在油气远距离输送中,各站场的站控系统、阀室作为管道自动控制系统的现场控制单元,除完成对所处站场的监控任务外,同时负责将有关信息传送给调度控制中心并接受和执行其下达的命令,并将所有的数据记录储存。除此基本功能外,新型的SCADA管道系统还具备泄漏检测、系统模拟、水击提前保护等新功能。
在武广高铁上采用SCADA技术建立了铁路防灾系统。武广高铁全长995千米,有10个车站,3个数据调度中心,分别位于武昌新火车站、长沙火车站和广州南站内。全线共设置155个防灾监控单元,包括两处监控数据处理设备、两处调度所监控设备。整个防灾监控系统采用贝加莱公司的SCADA产品。该系统实现了对远程无人值守站点、环境恶劣站点的监控。系统设有风速监测站点109个、雨量监测站点51个、异物监测站点125个,可以将暴风在机车运行时产生的影响,暴雨造成的潜在泥石流、路基受陷等潜在的因素,以及在桥梁、隧道、山体等区段出现异物进入轨道与运行区域时,及时进行数据采集,并将上述数据上传给数据调度中心,以便能够及时给出调整。由于该SCADA系统的可靠运行对于保障列车的运行安全和乘客的生命安全具有非常重要的作用,因此,在进行SCADA系统配置时,采用了冗余设计,包括电源、机架、CPU、I/O和通信等。
不同的行业在应用了SCADA系统后,可以取得良好的社会和经济效益。
● 极大地提高了生产和运行管理的安全性能和可靠程度。
● 生产配方管理的自动化可大大提高产品的质量和生产的效率。
● 极大地减少了生产人员面临恶劣工作环境的可能性,保证了工作过程中第一位的人员的安全性。
● 可大大地减少不必要的人工浪费。
● 通过生产过程的集中控制和管理,极大地提高企业的整体效率。
● 系统通过对设备生产趋势的保留和处理,可提高预测突发事件的能力,在紧急情况下的快速反应和处理能力,可极大地减少生命和财产的损失,从而带来潜在的社会和经济效益。
正是由于SCADA系统能产生巨大的经济和社会效益,因而它获得了广泛的应用,主要应用领域有如下几处。
(1)楼宇自动化——开放性能良好的SCADA系统可作为楼宇设备运行与管理子系统,监控房屋设施的各种设备,如门禁、电梯运营、消防系统、照明系统、空调系统、水工、备用电力系统等的自动化管理。
(2)生产线管理——用于监控和协调生产线上各种设备正常有序的运营和产品数据的配方管理。
(3)无人工作站系统——用于集中监控无人看守系统的正常运行,这种无人值班系统广泛分布在以下行业:
● 无线通信基站网。
● 邮电通信机房空调网。
● 电力系统配电网。
● 铁路系统电力系统调度网。
● 铁路系统道口,信号管理系统。
● 坝体、隧道、桥梁、机场和码头等安全监控网。
● 石油和天然气等各种管道监控管理系统。
● 地铁、铁路自动收费系统。
● 交通安全监控。
● 城市供热、供水系统监控和调度。
● 环境、天文和气象无人检测网络的管理。
● 其他各种需要实时监控的设备。
(4)机械人、机件臂系统——用于监视和控制机械人的生产作业。
(5)其他生产行业——如大型轮船生产运营、粮库质量和安全监测、设备维修、故障检测、高速公路流量监控和计费系统等。