标准规范下载简介
T∕TMAC 028-2020 智能工厂监控和数据采集技术要求.pdfICS 91.100.30 CCS Q 14
T/TMAC0282020
松园南小区公园升级改造工程施工组织设计方案智能工厂监控和数据采集技术要求
中国技术市场协会 发布
中国技术市场协会（TMAC)是科技领域内国家一级社团，以宣传和促进科技创新，推动科技成果 专移转化，规范交易行为，维护技术市场运行秩序为使命。为满足市场需要，做大做强科技服务业，依据 中华人民共和国标准化法》团体标准管理规定》，中国技术市场协会有序开展标准化工作。本团体成 员和相关领域组织及个人，均可提出制修订TMAC标准的建议并参与有关工作。 TMAC标准按《中国技术市场协会团体标准管理办法》《中国技术市场协会团体标准工作程序》制 定和管理。 TMAC标准草案经向社会公开征求意见，并得到参加审定会议多数专家、成员的同意，方可予以 发布。 在本标准实施过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见和有关资料反馈至中国技术市场协 会，以便修订时参考。
范围 规范性引用文件 术语和定义 缩略语 SCADA在智能工厂中的应用规划 5.1分阶段总体规划 5.2信息化总体规划 SCADA体系架构 6.1 架构组成 6.2 设备层 6.3 数据采集层 6.4 数据管理层 6.5 应用层 SCADA平台搭建要求 7.1 SCADA平台组成 7.2 SCADA采用OPCUA架构 7.3 SCADA部署方式 7.4 基于OPCUA的信息安全机制 SCADA数据交换要求 8.1 OPCUA或者OPC协议 8.2 通用工业以太网通信协议 8.3 通用工业总线通信协议 8.4其他外部设备和系统的数据交换 数据采集及整合要求 9.1 生产设备数据采集 9.2 SCADA系统整合· 0 SCADA系统功能要求 10.1 综合监控要求· 10.2 组态软件要求· 10.3 趋势显示要求· 10.4 报警功能要求 10.5 审计追踪功能要求
10.6 生成报表功能 10.7 显示系统功能要求 10.8 备份及恢复功能要求 10.9其他要求…
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件中的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 本文件由北京好运达智创科技有限公司提出。 本文件由中国技术市场协会归口。 本文件起草单位：北京好运达智创科技有限公司、中铁三局集团第二工程有限公司、中铁三局集团 线桥工程有限公司、中铁上海工程局集团第三工程有限公司、中铁上海工程局集团第四工程有限公司、 中铁大连地铁五号线有限公司、中铁十一局集团桥梁（物资贸易)有限公司、珞石（北京)科技有限公司、 无锡森纵新视科技有限公司、天津好运达智能装备有限公司、好运达智能装备（苏州）有限公司。 本文件主要起草人：郑冀、张民栓、王亮明、万兴权、刘水、龙亮、李世安、李剑锋、陈玉英、度华、 高锡江、银亮、郭林健、郑彪、高阳、孙丽、王海永、宋九辉、董怀军、右昌江、郝辰杰、张晓武、孟祥涛、 张智慧、秦保磊、杨光肇、孙岩、贾富杰、张岩岩、韩垒、魏胜、赵小生、张成、靳家乐、吴成松、陈永海、 李爱强、聂方、邢建祥、李向阳、张艳飞、许连飞
T/TMAC028—2020智能工厂监控和数据采集技术要求1范围本文件规定了智能工厂监控和数据采集（SCADA）的术语和定义、缩略语、SCADA在智能工厂中的应用规划、SCADA体系架构、SCADA平台搭建要求、SCADA数据交换要求、数据采集及整合要求、SCADA系统功能要求等内容。本文件适用于基建智能建造领域的企业在监控和数据采集方面的智能化建设需求，并且可以创建新的业务模式。22规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T38129—2019智能工厂安全控制要求SY/T7037一2016油气输送管道监控与数据采集（SCADA）系统安全防护规范3术语和定义GB/T38129一2019、SY/T7037一2016界定的下列术语和定义适用于本文件。3.1智能工厂smart factory在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术加强信息管理和服务，提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程。同时集智能手段和智能系统等新兴技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。［来源：GB/T38129—2019,3.1.1]3.2监控和数据采集supervisory control and data acquisition;SCADA一系列计算机硬件及软件的组合，可用于发布命令及采集数据从而实现监视与控制。［来源：SY/T7037—2016,2.1.61]4缩略语下列缩略语适用于本文件。AGV：自动导引运输车（AutomatedGuidedVehicle）API：应用程序接口（ApplicationProgrammingInterface）CAN：控制器局域网络（ControllerAreaNetwork）DCS：分布式控制系统（DistributedControlSystem）ERP：企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning）1
5SCADA在智能工厂中的应用规划
监控和数据采集系统在智能建造智能工厂中的分阶段总体规划见图1
数据采集系统在智能建造智能工广中的信息化总
图1分阶段总体规划图
智能建造智能工厂监控和数据采集系统体系架构组成如图3所示。
图2信息化总体规划图
6.2.1设备层包括：
图3监控和数据采集系统架构
a） 数控机床； b PLC; ） 分布式I/O设备； d) 工业机器人； ? 音视频设备； 传感器等。 6.2.2设备利用工业现场总线、以太网等接口组网，通过数据采集卡、通信卡等设备与数据采集层进 行数据交换
6.3.1数据采集层为软件层，包括：
b）数据处理； c）网络通信等。 6.3.2数据采集系统基于组态软件、高级语言编程等手段，利用工业现场总线连接到底层硬件设备，并 将硬件设备的信息采集到系统中。 6.3.3数据处理模块将采集到的数据以一定规则处理，并打包成一定格式的字符串，通过网络通信模 块发送到服务器。 6.3.4在数据采集模块及网络通信模块中，具有参数设定模块，用于设定连接到的硬件设备及服务器 参数。
6.4.1数据管理层以服务器为主，包括：
a） 数据库； b） 网络传输系统； 数据管理系统等。 6.4.2数据采集层采集到的数据通过网络交互层传输到数据管理层中，网络传输系统接收到信息之 后，将数据传输给数据管理系统进行数据处理，并将处理好的信息储存在数据库中。 6.4.3当应用层向服务器请求数据的时候，数据管理层将数据发送到应用层，供应用层调用
6.5.1应用层主要为软件层，包括： a）数据分析； b） 运算决策； C 远程监控等， 6.5.2应用层通过网络交互层与数据管理层连接，向数据管理层请求数据，并将数据分析处理，使数据 实现一定的功能。
6.5.1应用层主要为软件层，包括
ZSCADA平台搭建要求
Z.1SCADA平台组成
7.1.1SCADA平台需要具有对企业范围内各类多源异构数据的采集、建模、处理和转发等基本功能， 以及可视化监控、高级数据分析和定制化应用开发等高级功能。 7.1.2SCADA平台如图4所示，主要包括
a) 数据建模工具； b) 可视化组态工具； c) 通信接口管理； d) 数据采集服务； e) 对象模型服务； f) 开放数据服务； g) 规则引擎； h) 计算引擎； i) 工作流引擎； i) 各种类型的数据库。
SCADA采用OPCUA架
图4监控和数据采集平台
7.3SCADA部署方式
.1SCADA中的各功能组件之间也是通过统一的OPCUA实现数据交换、消息传递与互操作 跨平台、松耦合的特点。 2根据系统规模和现场实际情况，SCADA平台中的各个功能组件应可以集中部署到一台计算 也可以分散部署到多个物理或虚拟计算机上，充分体现出按需部署、灵活机动的特点
7.4基于OPCUA的信息安全机制
.2为实现互联网数据交换，OPCUA需要支持基于TCP的OPCUA二进制协议，可有效地通 火墙，消息可以通过HTTP或其他端口转发。 .3OPCUA支持可配置的超时、自动错误检测和恢复机制，以防止数据丢失，提高系统可用 充。
8SCADA数据交换要求
8.1OPCUA或者OPC协议
SCADA系统之间进行数据交换
8.2通用工业以太网通信协议
如果设备中的PLC或其他控制器具有以太网接口，则一般都支持某种常见的工业以太网协议，可 以直接通过以太网接口按照相应协议与SCADA系统之间进行数据交换
8.3通用工业总线通信协议
如果设备中的PLC或其他 协议.可以直接以总线方式接入
8.4其他外部设备和系统的数据交换
8.4.1如果设备有PLC或控制器，但无通信接口。需要在PLC或控制器上加装通信模块，将需要的数 据通过通信模块接人到SCADA系统， 8.4.2设备无PLC和控制器，需要加装PLC进行数据采集，再接人SCADA系统。 8.4.3设备采用私有通信协议，需要为SCADA定制开发相应的协议解析程序实现数据交换。 8.4.4对于工厂中必须单独建设的各种子分系统，如MES、WMS、AGV系统、视频监控系统、语音广播 系统、人员定位系统、门禁系统和网管系统等，一般采用软件接口的方式接入到SCADA，实现数据交换 和系统联动。 8.4.5SCADA系统应通过开放数据服务组件，以OPCUA、OPC、WebService、RESTful、MQ、API等 多种方式对外提供数据访问和集成服务，供第三方系统从SCADA获取数据和触发联动
9.1生产设备数据采集
.1对于每台单体设备，需要整理出设备所能采集到的数据清单，如温度、压力等，与工艺点结合 出每个工艺位置所能采集到的数据，确认哪些数据缺失需要增加。 2对于生产设备数据，SCADA系统应能进行实时监控，对于异常情况进行记录并报警。设备运 面实时显示出现的报警信息，并指导工作人员进行故障处理
9.2SCADA系统整合
.1应能整合各公用工程系统和单机设备的数据，统一存放至历史数据库，便于SCADA系统日后 居分析，历史数据库宜存放至少3年
9.2.2覆盖全厂的SCADA系统应能通过统一的用户界面，访问到所有接入系统的数据点，并对有需要 的点进行历史数据保存和实时数据报警
10SCADA系统功能要求
SCADA系统功能要求
10.2.1上位机监控组态软件宜支持多语言环境，可在运行中自由切换运行画面语言环境。 10.2.2组态软件可方便地组态标准显示画面，包括设备流程画面、报警画面、趋势组画面、数据总 览等。
0.3.1SCADA系统应能够实时记录生产运行中的工艺参数数据，如温度、度、压力、电流、频率等 牛实时存档于计算机硬盘中，便于查询。 0.3.2工艺参数的历史记录宜保留3年以上，并可将数据导出到其他存储介质。 0.3.3历史数据可以进行回溯，便于查找问题；可以快速定位需要的时间段；可以通过数据分析工具 进行均值、极值、方差等统计分析
10.4.1SCADA系统应能够集合车间所有设备的关键报警信息，并进行集中存档，利于车间管理层对 车间整体设备情况的把握。 10.4.2报警记录需存档于计算机中，方便检索。并保存3年以上的历史记录，支持数据导出， 10.4.3报警记录可设置优先级别， 信息优先显示
10.5审计追踪功能要求
为了满足对操作安全的要求，操作人员的登录退出信息，设定或更改参数、报警应答及更改安全 等活动DBJ50／T-245-2016 混凝土真空脱水技术规程.pdf，应能够被跟踪记录，车间管理人员对异常操作可进行追溯，以便检查并发现问题，
10.6生成报表功能要求
0.6.1SCADA系统包括历史实时数据库、过程数据分析工具、过程可视化组态工具和报表软件，实现 包括数据集成（自控系统、专用管理软件、手工录人）、长期存储、数据过滤和压缩、数据分析（计算、统计） 比较）、报表展示等功能。 0.6.2报表展示应支持Excel、PDF等格式，可支持IE浏览器查询。 0.6.3SCADA系统可快速查看和使用预先组态的报表，包括报警和时间报表、装置和设备报表、批次 和产量运行报表等。
10.7显示系统功能要求
10.7.1智控室大屏幕上应能实时显示车间所有设备的运行画面，直观反映各生产岗位的运行状态。 0.7.2工艺自控系统、操作人员信息及视频系统的集成开发，应能实时显示在大屏幕上，实现车间信 息的整合。 10.7.3车间摄像头画面也应在大屏幕上显示，实现静态数据和动态画面的统一
0.8.1组态软件具有自动备份功能，当系统或程序出现故障时可以随时恢复备份系统。 0.8.2历史记录要保存在本机及网络中的两个不同位置，并能够通过移动介质随时拷贝导出。 0.8.3历史记录宜保存3年以上，并可根据工艺需要进行时间延长， 0.8.4项目完成时，宜配置Ghost一键恢复备份系统，保存当前正常状态，一旦计算机或系统出现问 面，可以及时恢复Ghost备份，保证故障处理的及时性。 0.8.5SCADA系统应在意外断电后，保证程序和参数配置不会丢失
序出现故障时可以随时恢复备份系统。 10.8.2历史记录要保存在本机及网络中的两个不同位置，并能够通过移动介质随时拷贝导出。 10.8.3历史记录宜保存3年以上，并可根据工艺需要进行时间延长。 10.8.4项目完成时，宜配置Ghost一键恢复备份系统，保存当前正常状态，一旦计算机或系统出现问 题，可以及时恢复Ghost备份，保证故障处理的及时性。 10.8.5SCADA系统应在意外断电后.保证程序和参数配置不会丢失
10.9.1SCADA系统可以接人以太网环网国家电网公司输变电工程标准工艺㈥ 标准工艺设计图 集(变电工程部分)（2014年2月版）.pdf，用于设备数据采集。 10.9.2系统能够连接打印机，满足关键数据的打印需求。 10.9.3 系统宜连接UPS，保证断电后的数据安全。 10.9.4SCADA系统的正常工作环境温度应<35℃，相对湿度应<85% 10.9.5电气系统的安全性能应符合相应国家标准与安全标准。