【ch01】數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件認(rèn)知與安裝

第一章數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件認(rèn)知與安裝工業(yè)和信息化部“十四五”規(guī)劃教材工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)系列教材工業(yè)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知01數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的智能制造正在全球引發(fā)新的工業(yè)革命。傳統(tǒng)的工人+流水線批量生產(chǎn)的工廠模式已不能滿足制造業(yè)日益多樣化、個(gè)性化的生產(chǎn)需求。中國(guó)作為制造業(yè)大國(guó)正面臨著巨大的轉(zhuǎn)型壓力。勞動(dòng)力成本迅速攀升、客戶個(gè)性化需求不斷增長(zhǎng)，迫使制造企業(yè)從低成本競(jìng)爭(zhēng)策略轉(zhuǎn)向建立差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，加上國(guó)家和地方政府的大力扶持，使越來(lái)越多的大中型企業(yè)開啟了智能工廠建設(shè)的征程。智能工廠的建設(shè)要通過構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。在智能工廠中通過生產(chǎn)管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助工具和智能裝備的集成與互操作來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化分布式管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程、工藝流程及資金流程的協(xié)同，以及生產(chǎn)資源（材料、能源等）在企業(yè)內(nèi)部及企業(yè)之間的動(dòng)態(tài)配置。SCADA系統(tǒng)智能工廠架構(gòu)1

而數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控系統(tǒng)（SupervisoryControlAndDataAcquisition,SCADA）承擔(dān)著重要任務(wù)。

智能工廠作為智能制造的重要載體,需要對(duì)工廠、車間、產(chǎn)線、設(shè)備的各維度數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的收集、處理、分析和展現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知

各種數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通作為智能工廠建設(shè)的前提與基礎(chǔ)逐步呈現(xiàn)出井噴式的發(fā)展勢(shì)頭。智能工廠架構(gòu)通常分為設(shè)備層、物聯(lián)集成層、運(yùn)營(yíng)管理層和展現(xiàn)層。設(shè)備層主要包括生產(chǎn)過程中的各類傳感器、儀器儀表、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備。物聯(lián)集成層分為物聯(lián)數(shù)據(jù)中心與物聯(lián)集成使用兩個(gè)部分。SCADA體系中物聯(lián)數(shù)據(jù)中心完成對(duì)生產(chǎn)過程中各類設(shè)備、儀表等的信息收集、處理、操控，同時(shí)也完成與生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)（MES）、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)（WMS）等信息體系的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的有序流動(dòng)。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知

運(yùn)營(yíng)管理層主要指以MES、WMS、企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(ERP)等為中心的信息體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)劃調(diào)度、工藝履行、生產(chǎn)物流等生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的整體管控。

SCADA體系中物聯(lián)集成使用的功能包括設(shè)備監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、能源監(jiān)控、故障診斷等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的全面監(jiān)控。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知展現(xiàn)層由SCADA體系根據(jù)展現(xiàn)目標(biāo)、展現(xiàn)方式不同，可以分為大屏顯示、PC端C/S或B/S顯示、看板顯示及移動(dòng)端顯示等。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知SCADA系統(tǒng)是分布式的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)常稱之為監(jiān)控組態(tài)軟件。它最初主要是用于數(shù)據(jù)采集，如用作電力的監(jiān)控系統(tǒng)、輸油管線的監(jiān)控系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是控制點(diǎn)分散。一個(gè)系統(tǒng)可能覆蓋方圓數(shù)千千米，如北美的油氣管道監(jiān)控系統(tǒng)，其通信結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不是一般控制系統(tǒng)所能比擬的。SCADA系統(tǒng)的重點(diǎn)是監(jiān)視和控制，可以實(shí)現(xiàn)部分邏輯功能，主要作為上位機(jī)使用?？梢杂糜诮M成SCADA系統(tǒng)的設(shè)備很多，如遠(yuǎn)程測(cè)控終端RTU、可編程控制器PLC等。SCADA系統(tǒng)包含硬件、軟件及通信三個(gè)組成部分。SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2數(shù)據(jù)通信設(shè)備一般都是基于數(shù)據(jù)通信方式而確定的，通信方式包括無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸、光纖傳輸及衛(wèi)星通信。計(jì)算機(jī)一般安放在監(jiān)控中心，對(duì)系統(tǒng)傳送過來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，并且發(fā)出命令控制系統(tǒng)。硬件

硬件系統(tǒng)一般包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備、控制設(shè)備及數(shù)據(jù)通信設(shè)備。SCADA系統(tǒng)中的信號(hào)是數(shù)字量或者模擬量的，其典型數(shù)據(jù)采集及控制設(shè)備有開關(guān)量輸入輸出模塊，模擬量采集控制模塊等。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知在SCADA系統(tǒng)中硬件通常分為兩個(gè)層面，即客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。服務(wù)器與硬件設(shè)備通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算，而客戶進(jìn)行人機(jī)交互，如用文字、動(dòng)畫顯示現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)，并可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)、閥門進(jìn)行操作。01020304軟件

SCADA系統(tǒng)的軟件部分由很多任務(wù)組成，每個(gè)任務(wù)完成特定的功能。服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理（如量程轉(zhuǎn)換、濾波、警報(bào)檢查、計(jì)算、事件記錄、歷史存儲(chǔ)、執(zhí)行用戶腳本等）。服務(wù)器間可以相互通信。有些系統(tǒng)將服務(wù)器進(jìn)一步單獨(dú)劃分成若干專門服務(wù)器，如警報(bào)服務(wù)器、記錄服務(wù)器、歷史服務(wù)器、登錄服務(wù)器等。各服務(wù)器邏輯上作為統(tǒng)一整體，但物理上可能放置在不同的位置。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知通信SCADA系統(tǒng)中的通信分為內(nèi)部通信、與I/O設(shè)備通信和外部通信?？蛻襞c服務(wù)器間及服務(wù)器與服務(wù)器間一般有三種通信形式，即請(qǐng)求式、訂閱式與廣播式。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與I/O設(shè)備通信一般采用請(qǐng)求式，大多數(shù)設(shè)備都支持這種通信方式，當(dāng)然也有的設(shè)備支持主動(dòng)發(fā)送方式。SCADA系統(tǒng)通過多種方式與外界通信，如OPC方式，一般都會(huì)提供OPC客戶端，用來(lái)與設(shè)備廠家提供的OPC服務(wù)器進(jìn)行通信。因?yàn)镺PC中有微軟內(nèi)定的標(biāo)準(zhǔn)，所以O(shè)PC客戶端無(wú)須修改就可以與各廠家提供的OPC服務(wù)器進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知SCADA系統(tǒng)屬于智能工廠系統(tǒng)架構(gòu)的物聯(lián)集成層，定位為數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控、提供開放的協(xié)議與第三方系統(tǒng)互聯(lián)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分布式計(jì)算等它是設(shè)備層與運(yùn)營(yíng)管理層的橋梁，構(gòu)建車間級(jí)、廠級(jí)的數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集服務(wù)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)和數(shù)據(jù)查詢服務(wù)。在智能工廠中，基于SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的功能包括以下幾點(diǎn)。設(shè)備接入可以將工廠、車間、產(chǎn)線、設(shè)備的各維度數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的集成，構(gòu)建工廠數(shù)字化物聯(lián)基礎(chǔ)?；赟CADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)3統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成平臺(tái)

提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)支撐，完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理，并以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)與上層信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

作為設(shè)備與設(shè)備、事件與事件之間的橋梁，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)控制，滿足產(chǎn)線級(jí)協(xié)同生產(chǎn)、跨系統(tǒng)協(xié)同管理的要求。生產(chǎn)監(jiān)控

將采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，真實(shí)地反應(yīng)工廠的生產(chǎn)過程。數(shù)據(jù)分析

將工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理與分析，輔助進(jìn)行生產(chǎn)管理決策。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知SCADA系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特征。圖形界面方便人們可以直觀地監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)，可查看采集到的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)模擬監(jiān)視控制系統(tǒng)一般都是實(shí)時(shí)性地把數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心，利用動(dòng)態(tài)模擬可以很直觀地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知提供實(shí)時(shí)資料和歷史趨勢(shì)

將實(shí)時(shí)資料完整地記錄下來(lái)，并且在此基礎(chǔ)上利用相關(guān)的計(jì)算方式進(jìn)行計(jì)算以得出相關(guān)數(shù)據(jù)。警報(bào)處理系統(tǒng)

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可以發(fā)出警報(bào)信息，并能及時(shí)處理相關(guān)問題。數(shù)據(jù)采集及記錄

系統(tǒng)通過相關(guān)數(shù)據(jù)采集設(shè)備將分布在各個(gè)地點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集到監(jiān)控中心，并保存起來(lái)供系統(tǒng)使用。數(shù)據(jù)分析

一個(gè)系統(tǒng)如果只是對(duì)各個(gè)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。報(bào)表輸出

將系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后，得出相關(guān)結(jié)論，形成報(bào)表輸出。0304050607數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知SCADA系統(tǒng)自誕生之日起就與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)。SCADA系統(tǒng)發(fā)展歷程如下。第一代是基于專用計(jì)算機(jī)和專用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)。如中國(guó)電力科學(xué)研究院為華北電網(wǎng)開發(fā)的SD176系統(tǒng)及日本日立公司為我國(guó)鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的H-80M系統(tǒng)。這一階段是自計(jì)算機(jī)運(yùn)用SCADA系統(tǒng)起到20世紀(jì)70年代。第二代是20世紀(jì)80年代基于通用計(jì)算機(jī)的SCADA系統(tǒng)。在第二代SCADA系統(tǒng)中，廣泛采用VAX等計(jì)算機(jī)及通用工作站，操作系統(tǒng)一般是UNIX。在這一階段，SCADA系統(tǒng)將電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析、自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）及網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)合到一起構(gòu)成了EMS系統(tǒng)（能量管理系統(tǒng)）。SCADA系統(tǒng)發(fā)展歷程4

第三代是20世紀(jì)90年代，按照開放的原則，基于分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍聯(lián)網(wǎng)的SCADA/EMS系統(tǒng)。這一階段是我國(guó)SCADA/EMS系統(tǒng)發(fā)展最快的階段，各種最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)都匯集進(jìn)SCADA/EMS系統(tǒng)中。

第一代與第二代SCADA系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是基于集中式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且系統(tǒng)不具有開放性，因而系統(tǒng)維護(hù)、升級(jí)及與其他設(shè)備聯(lián)網(wǎng)等難度較大。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知第四代SCADA/EMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)誕生。該系統(tǒng)的主要特征是采用Internet技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及Java技術(shù)等，繼續(xù)擴(kuò)大SCADA/EMS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的集成，綜合安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的需要。第四代SCADA/EMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)誕生。該系統(tǒng)的主要特征是采用Internet技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及Java技術(shù)等，繼續(xù)擴(kuò)大SCADA/EMS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的集成，綜合安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的需要。SCADA系統(tǒng)在電氣化鐵道遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用上已經(jīng)取得突破性進(jìn)展，應(yīng)用范圍也有迅猛的發(fā)展。在電氣化鐵道遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)方面已經(jīng)成熟的產(chǎn)品有HY200微機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、DWY微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的性能可靠、功能強(qiáng)大，在保證電氣化鐵道供電安全、提高供電質(zhì)量上起到了重要的作用。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知據(jù)最新調(diào)查報(bào)告，到2026年，全球數(shù)據(jù)收集與監(jiān)視操控系統(tǒng)（SCADA）市場(chǎng)價(jià)值將超過500億美元。該報(bào)告是基于對(duì)組件、應(yīng)用領(lǐng)域、區(qū)域展望、競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)份額及2026年預(yù)測(cè)劃分的SCADA市場(chǎng)等方面分析預(yù)測(cè)而得出的。近年來(lái)，中國(guó)持續(xù)深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)，SCADA系統(tǒng)在智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展及環(huán)保政策等諸多因素驅(qū)動(dòng)下市場(chǎng)需求表現(xiàn)強(qiáng)勁，且行業(yè)應(yīng)用多點(diǎn)開花。SCADA系統(tǒng)發(fā)展瞻望5010203SCADA系統(tǒng)可謂現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的支柱，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要應(yīng)用在專案型行業(yè)中，大致可以分為以下三類。過程工業(yè)，包括加工制造、發(fā)電、裝配、煉油、石化等。市政基礎(chǔ)設(shè)施，包括自來(lái)水廠和供水管網(wǎng)、廢水和污水處理系統(tǒng)、輸油和輸氣管線、輸電和供電系統(tǒng)、大型通信系統(tǒng)及城市警報(bào)系統(tǒng)等。公共設(shè)施，包括對(duì)中大型建筑物、機(jī)場(chǎng)、碼頭及地鐵等的空調(diào)監(jiān)控、能源管理和安保監(jiān)控等。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知2019年，在SCADA市場(chǎng)行業(yè)分布中，市政、公共設(shè)施、化工三個(gè)行業(yè)占據(jù)近一半市場(chǎng)份額，占比高達(dá)40%以上。前十個(gè)行業(yè)中，市政、化工、冶金市場(chǎng)份額同比增長(zhǎng)20%~30%，增速位居前列；礦業(yè)、石油、公共基礎(chǔ)設(shè)施增速較快，市場(chǎng)表現(xiàn)較好。項(xiàng)目型行業(yè)增長(zhǎng)主要得益于近年新能源需求不斷上升，城市化進(jìn)程加快促進(jìn)市政建設(shè)規(guī)?？焖贁U(kuò)張，鐵路交通系統(tǒng)等公共設(shè)施不斷完善，化工、冶金、礦業(yè)等投資需求日益旺盛。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知

5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將全面強(qiáng)化數(shù)據(jù)連接能力，一批新專案和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將形成全產(chǎn)業(yè)鏈帶動(dòng)效應(yīng)，專案型市場(chǎng)進(jìn)一步拉動(dòng)SCADA系統(tǒng)應(yīng)用需求。綜合來(lái)看，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的不斷深入、工業(yè)4.0解決方案的日益普及等，SCADA市場(chǎng)發(fā)展前景仍被看好。

當(dāng)前，中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)正處于上升時(shí)期，在“新基建”熱潮的推動(dòng)之下，數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迎來(lái)發(fā)展的黃金期，涉及通信、交通、電力等多個(gè)社會(huì)民生領(lǐng)域。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知隨著智能制造在工業(yè)生產(chǎn)中的不斷深入，現(xiàn)在許多工廠都會(huì)創(chuàng)建SCADA體系，智能工廠內(nèi)的各類設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)收集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、生產(chǎn)管理等場(chǎng)景，是通過生產(chǎn)體系不同層級(jí)的不同產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)一體化管理的。產(chǎn)品平臺(tái)化

SCADA系統(tǒng)是自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源，為MES系統(tǒng)提供大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)化

隨著科技的進(jìn)步，特別人工智能技術(shù)的快速發(fā)展?？缦到y(tǒng)化

為了適應(yīng)目前操作系統(tǒng)的多樣性，未來(lái)的SCADA軟件也需要具備跨多種操作系統(tǒng)應(yīng)用的功能，提升其應(yīng)用的靈活性。開放化

未來(lái)軟件的特點(diǎn)具有開放性，軟件采用“標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)”。應(yīng)用領(lǐng)域多元化

人類社會(huì)將逐步進(jìn)入信息化和智能化時(shí)代，SCADA系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通、實(shí)驗(yàn)室等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。0102030405數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知

SCADA系統(tǒng)包含硬件、軟件及通信三個(gè)部分?！局R(shí)點(diǎn)總結(jié)】

智能工廠架構(gòu)通常包含設(shè)備層、物聯(lián)集成層、運(yùn)營(yíng)管理層和展現(xiàn)層。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知SCADA系統(tǒng)屬于智能工廠系統(tǒng)架構(gòu)的物聯(lián)集成層，是設(shè)備層與運(yùn)營(yíng)管理層的橋梁。SCADA系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)歷三代并迎來(lái)第四代。第一代是基于專用計(jì)算機(jī)和專用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)，第二代是20世紀(jì)80年代基于通用計(jì)算機(jī)的SCADA系統(tǒng)，第三代是基于分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的大范圍聯(lián)網(wǎng)SCADA/EMS系統(tǒng)，第四代是采用Internet技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及Java技術(shù)等的擴(kuò)大SCADA/EMS系統(tǒng)。未來(lái)SCADA系統(tǒng)將向產(chǎn)品平臺(tái)化、網(wǎng)絡(luò)化、跨系統(tǒng)化、開放化、應(yīng)用領(lǐng)域多元化方向發(fā)展。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知【學(xué)習(xí)足跡】數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)知數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝02數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝EcoStruxureMachineSCADAExpert（EMSE）是用于開發(fā)HMI、SCADA和OEE儀表板的功能強(qiáng)大的軟件，可以用于多數(shù)類專案。本書將以EMSE軟件為例，介紹工業(yè)數(shù)據(jù)采集及控制類軟件的使用，旨在為初次接觸SCADA類軟件或已有一定認(rèn)知的學(xué)習(xí)者提供有用的信息。對(duì)于初學(xué)者，將在項(xiàng)目2及項(xiàng)目3中循序漸進(jìn)地介紹整個(gè)專案的開發(fā)過程；有一定基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者可以在項(xiàng)目4中找到更詳細(xì)的說明、提示和故障排除信息。EMSE是一款SCADA類軟件，應(yīng)用場(chǎng)景包括單機(jī)控制、生產(chǎn)線控制、輕量級(jí)生產(chǎn)監(jiān)控。EMSE軟件介紹1

支持自定義類型、變量指針，具有簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大的組件功能，動(dòng)畫功能豐富。支持群組畫面顯示，支持彈出對(duì)話視窗以開啟多層次畫面；協(xié)作服務(wù)器運(yùn)用TeamFoundationServer進(jìn)行全面的嵌入版本控制及應(yīng)用周期管理。

可支持用.NET開發(fā)的控件；表格控件簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大；可通過H5WebWidget制作組件、報(bào)表等功能，融合到EMSE軟件上；支持手機(jī)的H5網(wǎng)頁(yè)。

具有強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力，超過270種驅(qū)動(dòng)程序，包括SchneiderEleetric、Simens、CoDeSys、BeckhoffTwinCAT、RockwellRSLogix等。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝01020304EMSE軟件是一款完整的開發(fā)工具，其主要功能如下

即時(shí)與歷史警報(bào)。即時(shí)與歷史趨勢(shì)圖及SPC功能。以RTF、XML、PDF、HTML及CSV等格式導(dǎo)出報(bào)表?？苫厮莶僮魅藛T操作記錄或內(nèi)部系統(tǒng)活動(dòng)的歷史記錄。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝透過數(shù)據(jù)點(diǎn)變更、日期時(shí)間、頻率或其他觸發(fā)事件啟動(dòng)排程功能。VBScript與InduSoftWebStudio的腳本語(yǔ)言。

配方管理工具。

冗余工具。

PanelView與PanelMate的轉(zhuǎn)換工具。0506070809數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝完整的EMSE軟件包括專案開發(fā)環(huán)境和專案運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分，由軟件許可證決定可以使用軟件的哪一部分。在大多數(shù)情況下，第一件事是在主要工作站上安裝完整的EMSE軟件。因?yàn)樵诮０搁_發(fā)環(huán)境時(shí)，會(huì)安裝其余部分組件，所以EMSE軟件也可以安裝在其他計(jì)算機(jī)和設(shè)備上。在計(jì)算機(jī)上安裝完整的EMSE軟件，以便開發(fā)EMSE軟件專案，或使用計(jì)算機(jī)作為專案運(yùn)行時(shí)的服務(wù)器或客戶端。每個(gè)EMSE軟件專案都包括幾個(gè)部分。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝20%30%40%50%一個(gè)專案數(shù)據(jù)庫(kù)，用于管理所有運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括內(nèi)部數(shù)據(jù)和I/O數(shù)據(jù)。可配置的驅(qū)動(dòng)程序，與可編程邏輯控制器（PLC）、遠(yuǎn)程1/O實(shí)時(shí)通信設(shè)備和其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行通信。動(dòng)畫化的人機(jī)界面（HMI）和整體設(shè)備效率（OEE）儀表板?？蛇x模塊，如警報(bào)、事件、趨勢(shì)、配方、報(bào)告、可編寫腳本的邏輯、計(jì)劃程序、專案、安全系統(tǒng)，以及完整的數(shù)據(jù)庫(kù)界面等。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝

專案運(yùn)行時(shí)服務(wù)器處理來(lái)自連接設(shè)備的I/O數(shù)據(jù)。根據(jù)專案參數(shù)，服務(wù)器或客戶端做出反應(yīng)，顯示或保存數(shù)據(jù)。專案開發(fā)后，可以在開發(fā)工作站上運(yùn)行，也可以下載到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)運(yùn)行。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝EMSE軟件由幾個(gè)獨(dú)立的組件構(gòu)成，這些組件可以安裝在不同的平臺(tái)上執(zhí)行不同的功能。已完成的EMSE軟件專案的體系結(jié)構(gòu)取決于安裝了哪些組件、在何處安裝它們，以及如何將它們相互連接。表1-1列出了EMSE軟件的可用組件。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝要安裝和運(yùn)行完整的EMSE軟件，必須做好以下準(zhǔn)備。一種兼容Windows系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，有標(biāo)準(zhǔn)的鍵盤、指針輸入（如鼠標(biāo)、觸控板或觸摸屏）和SVGA-minimum顯示。已安裝下列操作系統(tǒng)之一。已安裝.NETFramework4.8。已安裝MicrosoftInternetExplorer6.0或更高版本。安裝EMSE軟件的系統(tǒng)需求22GB可用存儲(chǔ)空間。1GB空閑內(nèi)存（RAM）。以太網(wǎng)或WiFi網(wǎng)絡(luò)適配器。推薦安裝Windows的家庭高級(jí)版、專業(yè)版、企業(yè)版和終極版，它們包含了InternetInformationServices（IIS）的預(yù)裝功能，可以使用IIS使瘦客戶機(jī)和移動(dòng)設(shè)備訪問專案。不推薦安裝Windows基本版本，因?yàn)樗话↖IS，但如果不打算使用基于Web的特性，仍然可以使用它。最后，必須擁有計(jì)算機(jī)上的管理員權(quán)限才能安裝軟件。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝安裝EMSE軟件的操作和事項(xiàng)如下。如果可能，關(guān)閉所有其他正在運(yùn)行的程序。因?yàn)檫@些程序可能會(huì)使用大量的系統(tǒng)資源，因此會(huì)導(dǎo)致安裝時(shí)間更長(zhǎng)。但不建議停止或禁用Windows服務(wù)，如Windows衛(wèi)士、Windows更新等。執(zhí)行以下操作：從官方網(wǎng)站（）下載安裝程序壓縮文件到計(jì)算機(jī)上；解壓縮文件，打開文件夾，定位并運(yùn)行安裝程序（setup.exesetup）；安裝向?qū)ч_始運(yùn)行并要求選擇一種語(yǔ)言，選擇“中文（簡(jiǎn)體）”。EMSE軟件安裝步驟3圖1-1安裝語(yǔ)言選擇。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝

以上步驟完成后需要重啟計(jì)算機(jī)，重啟完畢，在安裝向?qū)У臍g迎界面，單擊“下一步”按鈕，繼續(xù)安裝。選擇安裝語(yǔ)言后單擊“確定”按鈕，此選擇決定了安裝向?qū)Ш蛯０搁_發(fā)環(huán)境用戶界面的語(yǔ)言。在界面單擊“安裝”按鈕，開始安裝軟件，安裝完成后，可以為專案開發(fā)環(huán)境更改語(yǔ)言。在這一步驟中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)安裝.NETFramework4.8。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝在安裝向?qū)У脑S可證協(xié)議界面，單擊“是”按鈕，接受協(xié)議并繼續(xù)執(zhí)行，或者單擊“否”按鈕，拒絕協(xié)議并退出安裝向?qū)?。圖1-2安裝.NETFramework4.8。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝圖1-3安裝向?qū)У臍g迎界面。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝圖1-4安裝向?qū)У脑S可證協(xié)議界面。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝在安裝向?qū)У倪x擇目的地位置界面，選擇安裝軟件的文件夾（安裝路徑），然后單擊“下一步”按鈕。默認(rèn)情況下，軟件安裝路徑為C：\ProgramFiles（x86）\SchneiderElectric\MachineSCADAExpert2020\。在安裝向?qū)У目蛻粜畔⒔缑妫斎胗脩裘凸久Q，然后單擊“下一步”按鈕。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝在安裝向?qū)У倪x擇功能界面，選擇要安裝的特定功能部件和組件，然后單擊“下一步”按鈕；接著選擇需要安裝的功能，PDFPrinting功能與移動(dòng)端訪問功能可選。圖1-5安裝向?qū)У目蛻粜畔⒔缑?。?shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝圖1-6安裝向?qū)У倪x擇目的地位置界面。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝圖1-7安裝向?qū)У倪x擇功能界面。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝表1-2組件及其功能。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝在安裝向?qū)У目梢园惭b該程序界面，單擊“安裝”按鈕。軟件安裝完畢后，會(huì)顯示安裝向?qū)У耐瓿山缑?。單擊“完成”按鈕，關(guān)閉安裝向?qū)В蜷_EMSE軟件界面。安裝過程中若提示缺少PDF文檔，忽略即可。EMSE軟件安裝對(duì)計(jì)算機(jī)要求相對(duì)較高，安裝過程也可能出現(xiàn)各種狀況，可根據(jù)提示解決問題。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝圖1-8安裝向?qū)У目梢园惭b該程序界面。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝圖1-9安裝向?qū)У耐瓿山缑?。?shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝完成EMSE軟件安裝，并開啟圖1-10所示界面。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝【知識(shí)點(diǎn)總結(jié)】

SCADA類軟件EMSE的安裝需要判斷計(jì)算機(jī)軟硬件條件是否支持。EMSE軟件各組件有專案開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)點(diǎn)集成、遠(yuǎn)程管理、客戶端、支持專案運(yùn)行時(shí)和外部數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通信、使專案運(yùn)行時(shí)能夠?yàn)槠桨逵?jì)算機(jī)和智能手機(jī)提供HTML5增強(qiáng)的專案畫面、專案客戶端程序等功能?！緦W(xué)習(xí)定位】數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件安裝數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)03數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)軟件使用許可是指權(quán)利人與使用人之間訂立的確立雙方權(quán)利義務(wù)的協(xié)議。依照這種協(xié)議，使用人不享有軟件所有權(quán)，但可以在協(xié)議約定的時(shí)間、地點(diǎn)，按照協(xié)議約定的方式行使軟件使用權(quán)。這種使用許可不同于權(quán)利轉(zhuǎn)讓，不發(fā)生所有權(quán)的移轉(zhuǎn)或者所有權(quán)人的變更。當(dāng)今世界，絕大多數(shù)的軟件交易采用許可形式，如經(jīng)銷許可、復(fù)制生產(chǎn)許可等。通常，購(gòu)買一套軟件，或者在購(gòu)買計(jì)算機(jī)時(shí)隨機(jī)附送的系統(tǒng)軟件，購(gòu)買者所享有的絕不是該軟件的所有權(quán)或者著作權(quán)，而僅僅是使用權(quán)。在這一交易中所產(chǎn)生的關(guān)于軟件的合同即是軟件使用許可合同。許可101020304序列號(hào)

如果正在使用硬密鑰許可，USB硬密鑰是唯一序列號(hào)。版本

例如EMSE軟件的整體版本（如7.1）。產(chǎn)品類型

專案運(yùn)行時(shí)可以運(yùn)行的最大產(chǎn)品類型（如果執(zhí)行模式包括運(yùn)行時(shí)）。產(chǎn)品類型決定了在單個(gè)專案中可以使用的專案數(shù)據(jù)點(diǎn)和通信驅(qū)動(dòng)程序的最大數(shù)量。執(zhí)行模式

指定下列選項(xiàng)之一。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)選項(xiàng)

可以由向?qū)Ь`導(dǎo)入附加選項(xiàng)、特性及第三方HMI/SCADA程序列表。安全查看器

專案運(yùn)行時(shí)可以同時(shí)連接的安全查看器客戶端的數(shù)量。每個(gè)許可證都包含一個(gè)連接。Web客戶端

專案運(yùn)行時(shí)可以同時(shí)連接的Web客戶端的數(shù)量，一般來(lái)說，每個(gè)許可證都包含一個(gè)連接。SMA客戶端

可以同時(shí)連接到服務(wù)器的移動(dòng)訪問和移動(dòng)訪問表格瘦客戶機(jī)的數(shù)量，每個(gè)許可證都包含一個(gè)連接數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)

例如，SP2包含SP1的所有內(nèi)容和所有新升級(jí)的文件，bug修復(fù)和增強(qiáng)；SP3包含SP2的所有內(nèi)容及所有新的升級(jí)文件，bug修復(fù)和增強(qiáng)等。專案開發(fā)和運(yùn)行時(shí)軟件應(yīng)具有相同的版本號(hào)。在發(fā)布產(chǎn)品的下一個(gè)版本之前提供較小的增強(qiáng)，每個(gè)服務(wù)包發(fā)行版都會(huì)取代前一個(gè)服務(wù)包發(fā)行版。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)產(chǎn)品的新版本可以運(yùn)行在舊版本中開發(fā)專案，但舊版本不能運(yùn)行在新版本中開發(fā)或修改專案。在新版本中打開和修改專案將會(huì)把專案更新至新版本。根據(jù)許可類型不同EMSE軟件支持五種執(zhí)行模式，見表1-3。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)評(píng)估模式

第一次在計(jì)算機(jī)上安裝EMSE軟件時(shí)，該軟件會(huì)在評(píng)估模式下運(yùn)行40小時(shí)。演示模式

允許將專案下載到遠(yuǎn)程站點(diǎn)，并運(yùn)行用于測(cè)試或演示目的的專案。僅開發(fā)模式

僅開發(fā)模式是指在不受限制的時(shí)間內(nèi)啟用所有開發(fā)選項(xiàng)。僅運(yùn)行模式

無(wú)限制地啟用所有運(yùn)行時(shí)的任務(wù)并使用調(diào)試工具。開發(fā)+運(yùn)行模式

無(wú)限制地啟用所有開發(fā)選項(xiàng)、運(yùn)行時(shí)的任務(wù)并使用調(diào)試工具。0102030405數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)硬授權(quán)是一種封裝芯片，必須物理地連接到計(jì)算機(jī)的并行端口（LPT1）或USB接口。軟件許可證存在于硬密鑰中，并且不能與網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)其他軟件副本同時(shí)共享此許可證。如果將硬密鑰連接到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，那么，就可有效地將許可證轉(zhuǎn)移到該臺(tái)計(jì)算機(jī)。使用并行端口硬密鑰不會(huì)阻止將另一個(gè)設(shè)備（如打印機(jī)）連接到該端口。硬密鑰應(yīng)該對(duì)連接到并行端口的其他設(shè)備透明。際應(yīng)用時(shí)只需將硬密鑰連接到計(jì)算機(jī)，然后將打印機(jī)電纜連接到硬密鑰。但是，如果在同一個(gè)并行端口上安裝多個(gè)硬密鑰（針對(duì)不同的產(chǎn)品），可能會(huì)遇到問題。硬授權(quán)2從計(jì)算機(jī)的并行端口安裝或刪除硬密鑰時(shí)要小心，強(qiáng)烈建議在安裝或刪除硬密鑰之前關(guān)閉計(jì)算機(jī)并斷開電源。在使用USB硬密鑰時(shí)，USB端口不能與任何其他設(shè)備共享。在安裝軟件的計(jì)算機(jī)或設(shè)備上安裝硬授權(quán)時(shí)，只要將硬密鑰連接到適當(dāng)?shù)亩丝冢ㄈ鏤SB、LPT1）即可。對(duì)于EMSE軟件，使用保護(hù)管理器實(shí)用程序確保軟件設(shè)置為檢查硬密鑰。對(duì)于EmbeddedView或CEView，如果軟件不能識(shí)別硬件，那么它會(huì)自動(dòng)檢查軟件鎖。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)如果沒有找到軟件鎖，可以使用Windows嵌入式設(shè)備上的遠(yuǎn)程代理實(shí)用程序來(lái)診斷該問題。不是所有的Windows嵌入式設(shè)備都能識(shí)別施耐德電氣公司推出的USB硬鑰匙技術(shù)。內(nèi)部測(cè)試顯示，只有Windows嵌入式設(shè)備完全支持USB閃存，其可以識(shí)別施耐德電氣公司推出的USB硬鑰匙。如果要為完整的EMSE軟件升級(jí)現(xiàn)有的硬密鑰許可證，在開始此任務(wù)之前，必須確保計(jì)算機(jī)已安裝完整的EMSE軟件，并且USB硬密鑰已連接。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)

運(yùn)行保護(hù)管理工具程序：?jiǎn)螕簟伴_始”一“所有應(yīng)用”一“EcoStruxureMachineSCADAExpert2020”一“EcoStruxureMaehineSCADAExpert2020Register”，系統(tǒng)彈出“防護(hù)管理”對(duì)話框。為EMSE軟件升級(jí)現(xiàn)有的硬密鑰許可證的操作如下。在EMSE軟件中，如果專案正在運(yùn)行，則停止該專案，然后退出該程序。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)選擇“硬件鎖”單選按鈕，然后單擊“檢查”按鈕。如果安裝了有效的硬密鑰許可證，即如果一個(gè)有效的USB硬密鑰連接到計(jì)算機(jī)，則在“硬密鑰設(shè)置”對(duì)話框中將顯示該硬密鑰上的設(shè)置。圖1-11“防護(hù)管理”對(duì)話框。數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控軟件許可與授權(quán)單擊“更改許可證”按鈕，在“更改許可證”對(duì)話框中顯示唯一的網(wǎng)站代碼，這是從USB硬密鑰本身產(chǎn)生的。將站點(diǎn)代碼發(fā)送到軟件發(fā)行商。通常會(huì)將網(wǎng)站代碼復(fù)制到剪貼板，然后將其粘貼至發(fā)送給軟件發(fā)行商的電子郵件中。若要將其