監控與數據採集

《監控與數據採集》是2010年電子工業出版社出版的圖書，作者是王華忠。本書系統地介紹了監督控制與數據採集（SCADA）系統的組成和特點，對SCADA系統設計與開發中的關鍵技術等作了詳實的介紹，並通過實際套用案例來加深讀者對內容的理解與掌握。

基本介紹

• 書名：監控與數據採集
• ISBN：978-7121-100185
• 頁數：352頁
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2010年1月1日
• 裝幀：平裝
• 開本：16
• 叢書名：監控與數據採集系統及其套用

內容簡介

《監控與數據採集(SCADA)系統及其套用》對SCADA系統開發中的一些典型軟、硬體產品及其使用也做了介紹。《監控與數據採集(SCADA)系統及其套用》側重於SCADA系統套用與開發中的關鍵與主流技術和系統集成及其套用，注重實用性與新穎性。 {zzjj}

目錄

第1章 SCADA系統概述 （1）

1.1 SCADA系統概念 （1）

1.2 SCADA系統組成 （2）

1.2.1 下位機系統 （2）

1.2.2 上位機系統（監控中心） （5）

1.2.3 通信網路 （7）

1.2.4 檢測和執行設備 （8）

1.3 SCADA系統典型架構 （9）

1.3.1 客戶機/伺服器結構 （9）

1.3.2 瀏覽器/伺服器結構 （10）

1.3.3 兩種系統結構比較 （11）

1.4 SCADA、PLC與DCS （11）

1.5 SCADA系統的套用 （14）

1.6 SCADA系統國際標準 （15）

第2章 數據通信與網路技術 （16）

2.1 SCADA系統中的數據通信 （16）

2.2 數據通信概述 （17）

2.2.1 數據通信系統組成 （17）

2.2.2 數據傳輸的幾個基本概念 （18）

2.2.3 差錯控制 （20）

2.3 通用串列通信 （22）

2.3.1 串列通信參數 （23）

2.3.2 流量控制 （24）

2.3.3 RS-232C接口特性與串列通信 （25）

2.3.4 RS-422與RS-485串列接口 （27）

2.3.5 RS-485網路的主從式通信 （28）

2.3.6 串口伺服器 （31）

2.4 Modbus通信協定 （36）

2.4.1 Modbus協定概述 （36）

2.4.2 常用Modbus協定 （37）

2.5 現場匯流排技術 （39）

2.5.1 現場匯流排的體系結構與特點 （39）

2.5.2 幾種有影響的現場匯流排 （40）

2.6 SCADA系統中的網路技術 （44）

2.6.1 通信網路概述 （44）

2.6.2 計算機網路拓撲結構與分類 （45）

2.6.3 網路傳輸介質 （47）

2.6.4 介質訪問控制方式 （52）

2.6.5 網路體系結構與參考模型 （55）

2.7 Internet上的協定 （57）

2.7.1 TCP協定 （58）

2.7.2 UDP協定 （60）

2.7.3 網路層IP協定 （62）

2.8 乙太網與工業乙太網 （64）

2.8.1 乙太網 （64）

2.8.2 乙太網的物理層和數據鏈路層規範 （65）

2.8.3 工業乙太網 （65）

2.9 SCADA系統中無線通信技術 （69）

2.9.1 SCADA系統常用無線通信技術 （69）

2.9.2 短程無線通信技術 （71）

2.9.3 數傳電台及其套用 （75）

2.9.4 GPRS無線通信技術及其套用 （80）

第3章 I/O接口與數據採集技術 （85）

3.1 SCADA系統I/O接口概述 （85）

3.2 過程I/O接口 （86）

3.2.1 模擬量輸入通道 （86）

3.2.2 模擬量輸出通道 （92）

3.2.3 開關量輸入/輸出通道 （95）

3.3 基於PC的數據採集技術 （96）

3.3.1 常用的數據採集方法 （96）

3.3.2 數據採集中的I/O控制方式 （98）

3.4 基於PC的數據採集系統編程 （100）

3.4.1 基於DLL的數據採集 （101）

3.4.2 基於ActiveX的數據採集程式設計 （103）

3.4.3 PC匯流排I/O板卡設備數據採集編程 （106）

3.5 基於PLC的數據採集系統編程 （109）

3.5.1 用PLC與數據採集模組進行模擬量採集編程 （109）

3.5.2 用PLC與智慧型儀表配合進行數據採集編程 （111）

3.5.3 用PLC進行數據採集編程 （114）

3.6 基於虛擬儀器的數據採集技術 （118）

3.6.1 虛擬儀器技術 （118）

3.6.2 虛擬儀器軟體開發平台 （119）

3.7 基於Web的遠程數據採集與監控 （125）

3.7.1 基於Web的遠程數據採集與監控 （126）

3.7.2 利用組態軟體實現數據的遠程訪問 （127）

3.7.3 利用ASP實現數據的遠程訪問 （129）

第4章 工業控制數據交換標準——OPC規範 （131）

4.1 OPC的開發背景和歷史 （131）

4.2 OPC的關鍵技術與體系結構 （133）

4.2.1 COM與DCOM技術 （133）

4.2.2 COM主要特性 （135）

4.2.3 基於OPC的客戶機/伺服器數據交換模型 （136）

4.3 OPC分層模型結構與對象接口 （137）

4.3.1 OPC 分層模型結構 （137）

4.3.2 OPC對象接口 （138）

4.4 OPC接口與數據訪問方法 （140）

4.4.1 OPC接口 （140）

4.4.2 OPC數據訪問方法 （141）

4.5 其他OPC規範 （144）

4.5.1 OPC報警與事件 （144）

4.5.2 OPC歷史數據存取 （144）

4.5.3 OPC批量伺服器 （145）

4.6 OPC伺服器與客戶程式設計 （145）

4.6.1 OPC伺服器設計 （145）

4.6.2 OPC 客戶程式設計 （147）

4.6.3 OPC軟體工具包 （147）

4.6.4 互操作性測試 （148）

4.7 組態軟體網路OPC功能使用說明 （148）

4.7.1 配置充當OPC伺服器的機器 （148）

4.7.2 組態軟體作為OPC客戶端與OPC伺服器連線 （150）

第5章 工業控制組態軟體 （154）

5.1 組態軟體的產生及發展 （154）

5.2 組態軟體的功能需求 （155）

5.3 組態軟體系統構成與技術特色 （156）

5.3.1 組態軟體的總體結構及其相似性 （156）

5.3.2 組態軟體的功能部件 （158）

5.3.3 組態軟體技術特色 （164）

5.3.4 組態軟體的發展趨勢 （166）

5.4 主要的組態軟體介紹 （168）

5.4.1 iFIx （168）

5.4.2 InTouch （170）

5.4.3 WinCC （172）

5.4.4 組態王 （174）

5.4.5 WebAccess （176）

5.5 嵌入式組態軟體 （180）

5.5.1 嵌入式組態軟體的產生 （180）

5.5.2 嵌入式組態軟體的功能與特點 （181）

5.5.3 嵌入式組態軟體的構成 （181）

5.6 組態軟體的局限及功能擴展 （182）

5.6.1 組態軟體的功能局限性 （182）

5.6.2 用DDE擴展組態軟體功能 （184）

5.7 用組態軟體開發SCADA系統上位機人機界面 （186）

5.7.1 組態軟體選型 （186）

5.7.2 用組態軟體設計SCADA人機界面 （188）

5.7.3 SCADA系統中數據報表開發 （191）

5.7.4 SCADA系統人機界面的調試 （192）

第6章 工業控制程式語言標準 IEC 61131-3 （193）

6.1 IEC 61131-3標準的產生與特點 （193）

6.1.1 傳統的PLC程式語言的不足 （193）

6.1.2 IEC 61131-3標準的產生 （194）

6.1.3 IEC 61131－3標準的特點 （196）

6.2 IEC 61131-3的基本內容 （197）

6.2.1 語言元素 （198）

6.2.2 數據類型 （204）

6.2.3 變數 （207）

6.3 程式組織單元 （213）

6.3.1 程式組織單元及其組成 （213）

6.3.2 功能 （215）

6.3.3 功能塊 （217）

6.3.4 程式 （218）

6.4 軟體、通信和功能模型 （219）

6.4.1 軟體模型 （219）

6.4.2 通信模型 （221）

6.5 IEC 61131-3標準的5種程式語言 （223）

6.5.1 順序功能圖 （223）

6.5.2 梯形圖語言 （225）

6.5.3 功能塊圖 （226）

6.5.4 結構化文本語言 （226）

6.5.5 指令表語言 （228）

6.6 基於IEC 61131-3標準的編程軟體 （228）

6.6.1 MULTIPROG （229）

6.6.2 OpenPCS （231）

6.6.3 CoDesys （232）

第7章 基於PC的控制技術 （233）

7.1 基於PC（PC-Based）的控制技術概述 （233）

7.1.1 基於PC的控制技術產生 （233）

7.1.2 基於PC控制中的作業系統 （234）

7.2 軟PLC控制技術 （236）

7.2.1 軟PLC控制系統架構 （236）

7.2.2 幾種類型的工業PC （237）

7.2.3 軟PLC工業控制系統設計 （238）

7.2.4 軟PLC軟體 KingACT （240）

7.3 基於PC的控制技術的發展 （243）

7.3.1 傳統基於PC的控制技術的局限性 （243）

7.3.2 可程式自動化控制器（PAC） （244）

7.4 西門子基於PC控制解決方案 （246）

7.4.1 SIMATIC WinAC——基於PC的自動化控制產品系列 （246）

7.4.2 西門子基於PC的自動化的優點 （247）

7.5 用ISaGRAF開發嵌入式控制器應用程式 （249）

7.5.1 ISaGRAF簡介 （249）

7.5.2 用ISaGRAF開發嵌入式控制器程式 （251）

7.6 PAC在真空製鹽過程控制中的套用 （260）

7.6.1 真空製鹽工藝過程與控制要求 （260）

7.6.2 真空製鹽控制系統總體設計 （260）

7.6.3 真空製鹽過程PID控制方案及其實現 （261）

第8章 SCADA系統設計與開發 （265）

8.1 SCADA系統設計概述 （265）

8.2 SCADA系統設計原則 （265）

8.3 SCADA系統設計與開發步驟 （267）

8.3.1 SCADA系統需求分析與總體設計 （267）

8.3.2 SCADA系統類型確定與設備選型 （270）

8.3.3 SCADA系統套用軟體開發 （272）

8.4 控制策略與PID算法 （275）

8.4.1 PID控制算法 （275）

8.4.2 PLC中的PID控制指令 （277）

8.4.3 PID控制器參數整定 （280）

8.5 SCADA系統調試與運行 （282）

8.5.1 離線仿真調試 （282）

8.5.2 線上調試和運行 （283）

8.6 SCADA系統可靠性設計 （284）

8.6.1 供電抗干擾措施 （284）

8.6.2 接地抗干擾措施 （285）

8.6.3 軟體抗干擾措施 （287）

8.6.4 空間抗干擾措施 （288）

第9章 SCADA系統套用案例分析 （290）

9.1 污染源線上監控SCADA系統設計與實現 （291）

9.1.1 概述 （291）

9.1.2 系統結構與特點 （291）

9.1.3 系統配置及功能 （293）

9.2 污水處理廠SCADA系統設計與開發 （295）

9.2.1 概述 （295）

9.2.2 污水處理廠SCADA系統結構與功能 （296）

9.2.3 污水廠SCADA系統主要硬體設備選型 （299）

9.2.4 污水處理廠SCADA系統下位機PLC站控制軟體開發 （303）

9.2.5 基於OPC技術的上、下位機通信系統開發 （314）

9.2.6 污水處理廠SCADA系統上位機軟體開發 （316）

9.2.7 系統調試與運行 （319）

9.3 油田抽油機SCADA系統設計與開發 （320）

9.3.1 油田抽油機SCADA系統組成 （320）

9.3.2 油田中心控制室軟體描述 （321）

9.3.3 抽油機現場控制器 （324）

9.3.4 油井自動計量控制器 （327）

9.4 原油輸送管線SCADA系統設計與開發 （328）

9.4.1 概述 （328）

9.4.2 OPTO 22 SCADA系統解決方案 （329）

9.4.3 SCADA系統設計與開發 （332）

參考文獻 （338）