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工業控制系統ICS

日期:2017/1/16 9:52:08
摘要:工業生產中的控制系統,包括SCADA、DCS、PLC等,廣泛用于電力、水利、能源、數據采集等工業領域。
關鍵詞:工業控制系統,ICS

工業控制系統

工業控制系統(ICS-Industrial control system)(也稱工業自動化與控制系統)是各式各樣控制系統類型的總稱,是由各種自動化控制組件以及對實時數據進行采集、監測的過程控制組件,共同構成的確保工業基礎設施自動化運行、過程控制與監控的業務流程管控系統。

工業控制系統的子系統或功能組件包括但不限于數據采集與監控系統(SCADA)、分布式控制系統(DCS)、可編程邏輯控制器(PLC)、遠程測控單元(RTU)、網絡電子傳感、監視、控制、診斷系統等。相關信息系統如圖形化界面、過程歷史率、制造執行系統(MES)以及廠站信息管理系統。

SCADA系統

SCADA系統,英文全稱為Supervisory Control And Data Acquisition,即數據采集與監控系統,是工業控制的核心系統,主要是用于控制分散的資產以便進行與控制同樣相同重要的集中數據采集。SCADA系統主要是用于分布式系統,如水處理、石油天然氣管道、電力傳輸和分配系統、鐵路和其他公共運輸系統。

SCADA系統集成了數據采集系統、數據傳輸系統和HMI軟件,以提供集中的監視和控制,以便進行過程的輸入和輸出。SCADA系統的設計用來收集現場信息,將這些信息傳輸到**計算機系統,并且用圖像或文本的形式顯示這些信息。因此,操作員可以從集中的位置實時地監視和控制整個系統,根據每個系統的復雜性和相關設置,控制任何一個單獨的系統,自動執行相關操作或任務,這也可以由操作員命令來自動執行。

DCS系統

DCS系統,英文全稱為Distributed Control Systems,即分布式控制系統,主要是用于在同一地理位置環境下,控制生產過程的系統。DCS系統常用于煉油、污水處理廠、發電廠、化工廠和制藥廠等工控領域。這些系統通常用于過程控制或離散控制系統。

DCS系統采用集中監控的方式協調本地控制器以執行整個生產過程。通過模塊化生產系統,DCS減少了單個故障對整個系統的影響。在許多現代化系統中,DCS系統與企業系統之間設置接口以便能夠將生產過程體現在業務整體運作中。

RTU系統

RTU,英文全稱為Remote Terminal Unit,即遠程終端單元,有的行業也稱之為遠程測控終端,是SCADA系統的基本組成單元,負責對現場信號、工業設備的監測和控制。和PLC相比,RTU具有通訊距離較長、通訊接口多樣、存儲容量大、適應更加惡劣的溫濕度環境等特點。由于RTU更多吸收了通信技朮的發展,其應用更多側重在廣域環境,如石油天然氣長輸管線和油氣田領域。應該說PLC是為了傳統工廠基礎自動化的發展需求而涉及到,RTU在分布式和遠程能力上對PLC進行補充,更實用當前ISC系統的特點。

PCS系統

PCS系統,英文全稱為Process Control System,即過程控制系統。過程控制系統即以表征生產過程的參量為被控制量使之接近給定值或保持在給定范圍內的自動控制系統。

過程控制在石油、化工、電力、冶金等部門有廣泛的應用。20世紀50年代,過程控制主要用于使生產過程中的一些參量保持不變,從而保証產量和質量穩定。60年代,隨著各種組合儀表和巡回檢測裝置的出現,過程控制已開始過渡到集中監視、操作和控制。70年代,出現了過程控制最優化與管理調度自動化相結合的多級計算機控制系統。

以表征生產過程的參數為被控制量使之接近給定值或保持在給定范圍內的自動控制系統。這里“過程”是指在生產裝置或設備中進行的物質和能量的相互作用和轉換過程。

PLC系統

PLC系統,英文全稱為Programmable Logic Controllers,即可編程邏輯控制器,在工業自動化和控制系統的網絡體系結構中,PLC作為重要的控制部件,通常應用在SCADA和DCS系統中,用于實現工業設備的具體操作與工藝控制,通過回路控制提供本地的過程管理。

在SCADA系統中,PLC的功能與RTU一樣。當用于DCS系統時,PLC被用作具有監視控制計划的本地控制器。同時,PLC也常被用作重要部件配置規模較小的控制系統。PLC具有用戶可編程存儲器用于保存實現特定功能的指令,如I/O控制、邏輯、定時、計數、PID控制、通信、算朮、數據和文件處理等。隨著通信技朮的發展,PLC也由封閉的私有通訊協議轉而使用開放的公共協議,大幅度提高了系統的兼容性,方便了系統的維護與更新。