工控系统简介

时间:2021-09-03
本文章向大家介绍工控系统简介，主要包括工控系统简介使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项，具有一定的参考价值，需要的朋友可以参考一下。
目录

ICS系统

ISC即工业控制系统
常见的有：

  • 监控和数据采集系统 SCADA
  • 可编程控制器 PLC
  • 分布式控制系统 DCS
  • 过程控制系统：PCS
  • 远程终端单元 RTU

具体作用：

  • 可编程控制器PLC和远程终端单元RTU主要用户获取设备状态
  • 可编程控制器PLC也可以用于设备的本地控制
  • 分布式控制器DCS通常用于局域网内生产过程的整体控制
  • 监控和数据采集系统SCADA主要从可编程控制器PLC和远程终端单RTU元监控和采集数据

监控和数据采集系统SCADA

  • SCADA可以应用于电力、石油、化工等领域的数据采集于监视控制以及过程控制等诸多领域
  • 在电力系统中，SCADA应用最为广泛

分布式控制系统DCS

  • 分散控制系统是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
  • 它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。

控制系统的结构从最开始的CCS（计算机集中控制系统）=> DCS（分布式控制系统）=>FCS（现场总线控制系统）

现场总线控制系统FCS是基于网络化，标准化，开放历年发展的最新的架构

现场总线控制系统（Fieldbus Control System,FCS）是分布控制系统(DCS) 的更新换代产品，并且已经成为工业生产过程自动化领域中一个新的热点。现场总线技术是20 世纪90年代兴起的一种先进的工业控制技术，它将现今网络通信与管理的观念引入工业控制领域。从本质上说，它是一种数字通信协议，是连按智能现场设备和自动化系统的数字式、全分散、双向传输、多分支结构的通信网络。它是控制技术、仪表工业技术和计算机网络技术三者的结合，具有现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散的功能块、通信线供电和开放式互连网络等技术特点。这些特点不仅保证了它完全可以适应工业界对数字通信和自动控制的需求，而且使它与Internet 互连构成不同层次的复杂网络成为可能，代表了今后工业控制体系结构发 展 的一种方向。

发展历程

  • 计算机集中控制系统CCS：基于主机的集中模式，由强大的主机完成几乎所有的计算和处理任务，用户和主机的交互很少
  • 分布式控制系统DCS：基于集中管理和分散控制的模式。封闭式系统，新的结构利用冗余、容错等技术实现了高可靠性。
  • 现场总线控制系统FCS：基于数据总线的模式。开放式系统，因存在总线标准，易拓展，全数字化，数据总线大幅度提高数据传输能力。

可编程控制器PLC

PLC本质上是一种专用于与工业控制的计算机，其硬件结构基本与微型计算机相同：

PLC工作原理

主要功能

  1. 运算功能：PLC已经具有高级数学和模拟量的PID功能
  2. 控制功能：控制功能包括顺序控制（开关量控制）、过程控制（模拟量控制）、运动控制（脉冲量控制）和信息控制远程控制
  3. 通信功能：大中型可编程逻辑控制器系统应支持多种现场总线和标准通信协议（TCP/IP），同时还应该支持的通信接口应包括串行和并行通信接口，RIP通信接口，常用DSC接口等
  4. 编程功能： 支持编制用户自定义程序，支持C、basic语言
  5. 诊断功能：硬件和软件的争端。硬件诊断通过永健的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件争端非内诊断和外诊断
  6. 处理速度：从实时性要求来看，处理速度应该越快越好，如果信息持续时间小于扫描时间，则可编程逻辑控制器将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失

远程终端单元RTU

远程终端单元( Remote Terminal Unit，RTU)，一种针对通信距离较长和工业现场环境恶劣而设计的具有模块化结构的、特殊的计算机测控单元，它将末端检测仪表和执行机构与远程调控中心的主计算机连接起来，具有远程数据采集、控制和通信功能，能接收主计算机的操作指令，控制末端的执行机构动作。

RTU可以用各种不同的硬件和软件来实现，取决于被控现场的性质、现场环境条件、系统的复杂性、对数据通信的要求、实时报警报告、模拟信号测量精度、状态监控、设备的调节控制和开关控制。由于各制造商采用的数据传输协议、信息结构和检错技术不同，各制造厂家一般都生产SCADA系统中配套的专用RTU。

PCL与RTU区别

  • 通讯能力不同：PLC一般单片机使用，RTU一般能支持很好的无线通讯设备
  • 功能不同：PLC一般用于室内的生产线或站控制系统。RTU用于室外生产控制设备

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