18、监控与数据采集系统（SCADA）全解析

监控与数据采集系统（SCADA）全解析

1. SCADA系统的世代发展

1.1 第二代：分布式SCADA

随着系统小型化和局域网（LAN）技术的进步，第二代分布式SCADA应运而生。在分布式SCADA中，处理任务分散在多个系统和多个站点之间，每个站点执行特定功能，并实时共享信息。这些站点通常是小型计算机，相较于第一代系统，成本更低。

分布式站点中，部分作为通信处理器与远程终端单元（RTU）通信，部分作为操作员界面提供人机界面（HMI），还有部分作为计算处理器或数据库服务器。第二代使用的LAN基于供应商开发的专有协议，保证了更高的速度、实时流量管理和增强的系统可靠性。不过，由于使用专有LAN，它无法与外部设备通信。分布式架构不仅增强了处理能力，还提高了系统的冗余性和可靠性，确保LAN上的所有站点始终在线。

1.2 第三代：网络化SCADA

快速的工业化、自动过程控制系统数量的大幅增加、其复杂性的提升，以及对独立于供应商的开放系统的需求，促使了第三代网络化SCADA的发展。它从依赖供应商的专有环境转变为开放系统架构，不同地理位置的系统通过广域网（WAN）连接，通信方式包括以太网、光纤电缆等，但也面临更多安全风险。

1.3 第四代：物联网集成的SCADA

第四代SCADA架构引入了物联网（IoT）技术，借助云计算实现了更低的基础设施成本、更便捷的维护和更好的集成。云计算使远程服务器能够联网到云端，实现集中式数据存储。物联网中的开放网络协议（如传输层安全协议TLS）提供了清晰的安全边界，便于管理安全漏洞。当数据来自不同类型的传感器、控制器和数据库时，通过面向对象编程进行数据建模可以解决一对一映射的