SCADA系统的开发与应用，对于提高工业或其他生产过程的控制和管理水平，实现综合自动化都起重要作用。虽然不同行业有其自身特点，但它们对SCADA系统的总体功能要求是有许多共同之处的，SCADA系统的结构也是基本相似的；但也因为不同行业有不同的应用特点，因此，除了有许多可以满足多数SCADA系统要求的产品外，还有很多面向具体行业应用的解决方案。从SCADA系统开发看，虽然包含的内容基本相同，但由于所选用的设备不同，监控要求和重点不一样，涉及的系统开发工具也有不同。由于SCADA系统应用的多样性，解决方案也会有所不同。本章选择了几个比较典型的SCADA系统开发和应用案例，帮助读者更好地掌握SCADA系统开发和应用相关的技术内容、软件工具的使用等。

本章介绍的几个案例都具有一定的典型性。9.1节介绍了污染源在线监控SCADA系统的设计与实现，在国家强调节能减排和环境保护日益重要的今天，开展这项工作具有重要的意义。该系统采用组态王系列产品开发上位机人机界面和管理系统，采用智能仪表进行环境参数的在线检测。考虑到污染源监测点分布广泛的特点，采用了GPRS/CDMA无线网络实现上、下位机的通信。9.2节介绍了污水处理厂SCADA系统的设计与开发。该系统采用了PLC作为下位机，在众多的SCADA系统中，更具有普遍性。下位机系统设计基于CC-LINK现场总线，采用三菱电机Q系列中型PLC和FX2N系列小型PLC做下位机，进行现场参数采集和控制；上位机采用西门子WinCC5.1开发人机界面和管理系统，上、下位机的通信包括有线和无线方式，其中无线方式采用数传电台，实现远程泵站与监控中心SCADA服务器的通信。对系统开发特别是下位机的开发做了详细介绍，包括系统功能设计、各个PLC控制站的I/O配置、基于OPC的上、下位机通信组态与配置、PLC控制软件开发中采用的一些新的技术和手段等。

油田抽油机的SCADA系统设计与开发，该案例体现了非常强烈的行业特征，特别是下位机系统，采用了专门设计的RTU产品——采油机控制器和采油机计量控制器。这两种下位机的编程都采用支持IEC 61131-3标准的编程软件OpenPCS。该系统中，现场RTU单元与监控中心采用数传电台通信。由于每个采油机与监控计算机的通信数据量并不大，因此，数传电台的使用是满足系统对通信实时性要求的。9.4节介绍了某炼油厂原油输送管线SCADA系统设计与开发。该系统输油管线总长255千米，在整个管线上设置了7个现场就地控制站和泵站控制，1个调度中心，1个管理中心。在7个现场控制中心配置了OPTO 22公司的SNAP PAC控制器和SNAP I/O，操作站软件和调度中心、管理中心都配置了OPTO 22公司的人机界面产品。利用OPC技术实现上、下位机的数据交换。在调度中心和管理中心可以实现对整个输油管线的有效管理和监控。

真空制盐工艺过程与控制要求

1．工艺过程

真空制盐生产装置是利用多效密闭容器进行降压蒸发，充分利用上一效的二次蒸汽来加热下一效加热室内的原料卤水，在末效收集二次蒸汽经大气式混合冷凝器冷却形成真空，在各效蒸发罐产生压力阶梯。为了保证各效的液位恒定，每一效的加料在下循环管进行；每一效转料由上一效的盐脚转至下一效的循环管，最后在末效的盐脚排出，整个系统不断运行实现真空蒸发制盐。

2．控制要求

生产工艺上对主要控制点的要求如下：Ⅰ至Ⅳ效蒸发罐的液位控制、进Ⅰ效加热室的压力控制、兑卤流量控制、卤水预热的温度控制等，以上控制为单回路PID调节；定时冲洗装置（指对二次蒸汽的捕抹器及变送器取压口）能进行手、自动两种状态控制，并且自动状态时由程序执行；远程手操器及流量的累积等。

7.6.2　真空制盐控制系统总体设计

1．系统组成

该真空制盐生产装置的I/O点数为70个，具体点数如下：模拟量输入AI（包括铂热电阻信号）为45个，模拟量输出AO为9个，开关量输出DO为16个。根据上面提出的具体的控制要求及所采用的设备稳定性、性价比等原则进行综合考虑，采用中国台湾研华科技的PAC产品ADAM-5510KW控制器作为下位机设备、研华的IPC-610工控机作上位机，上、下位机采用RS-485串口通信。整个系统属于由上、下位机构成的分布式控制系统，具有安全、可靠的特点。

ADAM-5510KW控制器是基于PC-Based的软逻辑控制器，它有自身的CPU、ROM（系统使用）、SRAM（内存）、Flash Memory（存放文件），内置看门狗电路、实时时钟和多种通信方式的通信口、电源模块等。根据系统的I/O点数，使用ADAM-5017、ADAM–5024、ADAM-5068与ADM-4024等模拟与数字量I/O模块作为数据采集输入通道与控制输出通道。

上位机监控中心配置操作站和打印机。上位机监控界面采用组态王KingView开发，方便操作人员实时监控。并在上位机上安装ADAM-5510KW的编程软件Multiprog对ADAM-5510KW进行编程、编译、下载及调试工作。

2．控制系统功能特点

（1）系统的扩展方便——增加本机I/O模块及远程I/O（通过COM4的RS-485接口）ADAM-4000 ModBus模块时，只需在上位机的KW-Multiprog软件中添加相应模块的设备驱动程序，对一个5510KW控制器来说，最大可接本机8个I/O模块（对应槽号）和最多32个远程I/O节点数，总的I/O处理能力为160个模拟量及128个开关量。

（2）控制器的通讯端口多，通信协议灵活——它有4个通信口和1个以太网口，即COM1～4和RJ-45接口。COM1/COM2通信口基于RS-232/485，通过标准的Modbus协议与上位机的组态软件通信。COM3为编程接口，用于程序调试与维护；COM4/RJ-45口为远程I/O模块扩展口，以Modbus协议扩展传输，它可用作Modbus/RTU主站（如ADAM-4000）和Modbus/TCP客户端（如ADAM-6000）连接远程I/O模块。

（3）内建实时时钟和看门狗——利用研华公司提供的Calendar模块（在研华公司的库文件ADAM5000.fwl中）来记录事件和进行定时功能。5510KW控制器内置不同功能的看门狗电路，当系统（MS-DOS）死机时，它能自动复位微处理器。ADAM-5510KW控制器提供3种不同类型的看门狗，即操作系统看门狗、KW软件看门狗和Modbus通信服务看门狗。这增强了系统的可靠性，并确保ADAM-5510KW系列控制器能在需要高稳定性的场合中应用。

（4）多种隔离措施保证系统的高可靠性——如电源电压隔离能力为3000 VDC、通信口为2500 VDC、I/O输入与输出模块为2500 VDC。

（5）实时操作系统KW ProConOS（可达16个任务）