深圳表哥告诉你“上位机和SCADA的区别”

1、啥是上位机

‌上位机（Upper Computer）是指‌可以直接发出操控命令的计算机‌，通常是主控计算机或监控系统，用于对整个控制系统进行监控和操作。上位机通过通信接口与下位机进行数据交换，发送控制命令并接收反馈数据，实现系统的整体控制和监控。上位机的硬件通常包括‌个人电脑、‌工业PC或‌服务器，配备高性能的‌CPU、较大的‌内存和存储空间，以及多种‌I/O接口。上位机运行着完整的操作系统，支持复杂的应用程序和网络服务，并提供图形化界面供用户操作。‌ 

上位机与下位机的关系主要体现在命令与控制方面。上位机发送命令给下位机，下位机根据这些命令执行相应的操作，并将设备的状态数据反馈给上位机。这种主从式的控制方式在工业自动化、过程控制、监控系统等领域得到广泛应用。‌ 

上位机的典型设备类型包括电脑、手机、平板、面板和触摸屏等，这些设备提供了用户操作交互界面，并向用户展示反馈数据

2、啥是下位机

下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，通常是PLC（可编程逻辑控制器）或单片机之类的设备。‌下位机在计算机控制系统中负责处理较低层次的任务，包括直接控制设备、执行实时任务和处理简单的数据。它与传感器、执行器等硬件直接相连，负责执行上位机发出的具体控制指令，如开关信号的输出、模拟量的调节、数据的采集等。下位机通常具有较弱的运算能力，更多地是依靠上位机的计算和控制。

一般是PLC/单片机single chip microcomputer/slave computer/lower computer之类的。

3、上位机和下位机通讯

上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般为模拟量），转换成数字信号反馈给上位机。

上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。

在概念上，控制者和提供服务者是上位机，被控制者和被服务者是下位机，也可以理解为主机和从机的关系，但上位机和下位机是可以转换的。

下位机与上位机之间的通讯方式有多种，包括串口通信、以太网通信、无线通信等。下位机通过接收上位机的控制指令，执行相应的控制操作，并将执行结果或采集的数据反馈给上位机。这种通讯方式确保了信息的正确传递，实现了设备的控制与管理。下位机广泛应用于机器控制、生产线自动化、环境监测、智能家居控制等领域，通常位于控制系统的最底层，直接与现场的物理设备相连。

由此可见：

注意事项

上位机是指可以直接发出操控命令的计算机

下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机

工控机，工作站，触摸屏作为上位机， 通信控制PLC，单片机等作为下位机

4、啥是SCADA

‌SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）‌是一种基于计算机硬件和软件的解决方案，用于自动化工业流程。它通过远程收集实时数据，处理数据，并控制相关设备，无需人工干预。SCADA系统允许工程师远程或本地控制工业流程，同时实时收集、监控和处理数据。此外，SCADA系统还使工作人员能够使用人机界面（HMI）软件直接控制和管理阀门、传感器、电机、泵等设备。

SCADA系统的功能和特点包括：

‌数据采集和监控‌：系统能够从本地或远程站点监控和控制设备，收集传感器数据，并进行操作或保存以供以后查看。
‌自动化控制‌：通过远程收集实时数据，对数据进行处理并控制相关设备，实现工业流程的自动化。
‌人机交互界面‌：使用HMI软件，工作人员可以直接与工业设备进行交互，提高操作效率和便利性。
‌记录和报告‌：将事件记录到日志文件或数据库中，有助于保持效率、处理数据以做出更明智的决策，并传达系统问题以帮助最大限度地减少停机时间。
SCADA系统的应用范围广泛，从电力、水利、石油、天然气到制造业等各个领域都有应用。它不仅提高了工业生产的效率和安全性，还有助于优化生产过程，降低运营成本，并增强对生产环境的监控和管理能力‌。

在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。

SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。

SCADA系统发展到今天已经经历了三代。

第一代是基于专用计算机和专用*作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。

第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统，在第二代中，广泛采用VAX等其它计算机以及其它通用工作站，*作系统一般是通用的UNIX*作系统。在这一阶段，SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析，自动发电控制（AGC）以及网络分析结合到一起构成了EMS系统（能量管理系统）。第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及与其它联网构成很大困难。

90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国SCADA/EMS系统发展最快的阶段，各种最新的计算机技术都汇集进SCADA/EMS系统中。这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期，国家计划未来三年内投资2700亿元改造城乡电网可见国家对电力系统自动化以及电网建设的重视程度。

第四代SCADA/EMS系统的基础条件已经或即将具备，预计将与21世纪初诞生。该系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等技术，继续扩大SCADA/EMS系统与其它系统的集成，综合安全经济运行以及商业化运营的需要。

SCADA系统通过现场设备收集数据并将其传输到中央监控中心，使得操作人员能够实时了解设备状态并做出相应的调整。SCADA系统通常由以下几部分组成：远程终端单元(RTU)、可编程逻辑控制器(PLC)、通信基础设施、人机接口(HMI)和数据库服务器等。

5、上位机与SCADA区别 

1. 功能定位不同：

• 上位机：主要侧重于对现场设备的数据进行高级处理和决策支持，实现更为复杂的控制策略。

• SCADA系统：不仅包括了数据采集和控制的基本功能，还涵盖了广泛的远程监控能力，能够覆盖大范围的地理区域。

2. 应用场景差异：

• 上位机：通常用于工厂内部的生产线控制或特定车间的自动化管理。

• SCADA系统：适用于需要远程监控和控制的大型分布式系统，例如电网、油气管道、城市供水系统等。

3. 组成结构不同：

• 上位机：更多地作为一个独立的软件系统运行在一台或多台计算机上。

• SCADA系统：则是一个集成化的解决方案，包含了硬件、软件以及网络等多个组成部分。

4. 数据处理方式：

• 上位机：侧重于数据的深度分析和复杂逻辑的实现。

• SCADA系统：强调实时性和数据的快速响应，确保远程设备的稳定运行。

上位机的应用场景相对集中，主要用于工厂自动化和过程控制领域。它能够提供更加精细的数据分析和控制策略，特别适合于需要定制化解决方案的小型到中型项目。例如，在制造业中，上位机可以用于优化生产流程、提高产品质量和效率。 

SCADA系统的应用范围更广，尤其适用于跨地域的大型项目。它的远程监控能力和数据采集功能使其成为电力系统、水处理设施、油气管线等领域的理想选择。例如，在电力行业，SCADA系统可以用于实时监控电网的状态，及时发现并处理故障，保证电力供应的稳定性和安全性。

6、结论

在工业自动化系统中，从PLC到SCADA，再到上位机和下位机的角色演变，是技术发展的必然结果，总之，虽然上位机和SCADA系统都服务于工业自动化的数据管理和控制需求，但它们各自的应用范围、功能重点和技术实现有所不同。选择哪种方案取决于具体项目的规模、需求以及预算等因素。在实际应用中，两者往往也会相互配合使用，以达到最佳的控制效果。

SCADA系统是一个更为广泛的自动化系统，它能够监控多个设备和过程，并通过上位机软件进行集中管理和控制。SCADA系统的出现使得工业自动化系统的功能得到了极大的扩展。

在上位机软件中，操作员可以实时监控生产过程的数据、控制设备状态、调整参数等。通过上位机软件，操作员可以更好地理解生产过程、预测潜在问题并迅速做出决策。此外，上位机软件还支持数据分析和可视化，帮助企业更好地利用数据驱动决策。

在下位机层面，角色演变同样重要。随着嵌入式技术的发展，下位机设备的功能越来越强大，可以独立完成一些基本的控制和监测任务。下位机设备与传感器、执行器等直接相连，负责采集数据、执行控制指令等任务。通过与上位机的协同工作，下位机为整个自动化系统提供了坚实的基础。

从PLC到SCADA，再到上位机和下位机的角色演变，是工业自动化领域技术发展的必然趋势。这一演变不仅提高了工业生产的效率和灵活性，还为企业带来了更多的商业机会和竞争优势。未来，随着物联网、云计算等技术的进一步发展，工业自动化系统的角色演变将继续深化，为企业创造更多的价值。