工業(yè)控制系統(tǒng)ICS

工業(yè)控制系統(tǒng)

工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS-Industrial control system)(也稱工業(yè)自動(dòng)化與控制系統(tǒng)）是各式各樣控制系統(tǒng)類型的總稱，是由各種自動(dòng)化控制組件以及對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測的過程控制組件，共同構(gòu)成的確保工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化運(yùn)行、過程控制與監(jiān)控的業(yè)務(wù)流程管控系統(tǒng)。

工業(yè)控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)或功能組件包括但不限于數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、分布式控制系統(tǒng)（DCS）、可編程邏輯控制器（PLC）、遠(yuǎn)程測控單元（RTU)、網(wǎng)絡(luò)電子傳感、監(jiān)視、控制、診斷系統(tǒng)等。相關(guān)信息系統(tǒng)如圖形化界面、過程歷史率、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES)以及廠站信息管理系統(tǒng)。

SCADA系統(tǒng)

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

SCADA系統(tǒng)集成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和HMI軟件，以提供集中的監(jiān)視和控制，以便進(jìn)行過程的輸入和輸出。SCADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)用來收集現(xiàn)場信息，將這些信息傳輸?shù)?*計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，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(shí)時(shí)地監(jiān)視和控制整個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性和相關(guān)設(shè)置，控制任何一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)，自動(dòng)執(zhí)行相關(guān)操作或任務(wù)，這也可以由操作員命令來自動(dòng)執(zhí)行。

DCS系統(tǒng)

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

DCS系統(tǒng)采用集中監(jiān)控的方式協(xié)調(diào)本地控制器以執(zhí)行整個(gè)生產(chǎn)過程。通過模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)，DCS減少了單個(gè)故障對整個(gè)系統(tǒng)的影響。在許多現(xiàn)代化系統(tǒng)中，DCS系統(tǒng)與企業(yè)系統(tǒng)之間設(shè)置接口以便能夠?qū)⑸a(chǎn)過程體現(xiàn)在業(yè)務(wù)整體運(yùn)作中。

RTU系統(tǒng)

RTU,英文全稱為Remote Terminal Unit,即遠(yuǎn)程終端單元，有的行業(yè)也稱之為遠(yuǎn)程測控終端，是SCADA系統(tǒng)的基本組成單元，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)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(yīng)更加惡劣的溫濕度環(huán)境等特點(diǎn)。由于RTU更多吸收了通信技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用更多側(cè)重在廣域環(huán)境，如石油天然氣長輸管線和油氣田領(lǐng)域。應(yīng)該說PLC是為了傳統(tǒng)工廠基礎(chǔ)自動(dòng)化的發(fā)展需求而涉及到，RTU在分布式和遠(yuǎn)程能力上對PLC進(jìn)行補(bǔ)充，更實(shí)用當(dāng)前ISC系統(tǒng)的特點(diǎn)。

PCS系統(tǒng)

PCS系統(tǒng)，英文全稱為Process Control System，即過程控制系統(tǒng)。過程控制系統(tǒng)即以表征生產(chǎn)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(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

過程控制在石油、化工、電力、冶金等部門有廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)50年代，過程控制主要用于使生產(chǎn)過程中的一些參量保持不變，從而保證產(chǎn)量和質(zhì)量穩(wěn)定。60年代，隨著各種組合儀表和巡回檢測裝置的出現(xiàn)，過程控制已開始過渡到集中監(jiān)視、操作和控制。70年代，出現(xiàn)了過程控制最優(yōu)化與管理調(diào)度自動(dòng)化相結(jié)合的多級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

以表征生產(chǎn)過程的參數(shù)為被控制量使之接近給定值或保持在給定范圍內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。這里“過程”是指在生產(chǎn)裝置或設(shè)備中進(jìn)行的物質(zhì)和能量的相互作用和轉(zhuǎn)換過程。

PLC系統(tǒng)

PLC系統(tǒng)，英文全稱為Programmable Logic Controllers，即可編程邏輯控制器，在工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，PLC作為重要的控制部件，通常應(yīng)用在SCADA和DCS系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)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(tǒng)中，PLC的功能與RTU一樣。當(dāng)用于DCS系統(tǒng)時(shí)，PLC被用作具有監(jiān)視控制計(jì)劃的本地控制器。同時(shí)，PLC也常被用作重要部件配置規(guī)模較小的控制系統(tǒng)。PLC具有用戶可編程存儲器用于保存實(shí)現(xiàn)特定功能的指令，如I/O控制、邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、PID控制、通信、算術(shù)、數(shù)據(jù)和文件處理等。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，PLC也由封閉的私有通訊協(xié)議轉(zhuǎn)而使用開放的公共協(xié)議，大幅度提高了系統(tǒng)的兼容性，方便了系統(tǒng)的維護(hù)與更新。