工業(yè)控制系統(tǒng)

工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS）ICS工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS）是各式各樣控制系統(tǒng)類型的總稱。目前常見的有：監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）分布式控制系統(tǒng)（DCS）過程控制系統(tǒng)（PCS）（源于西門子將自家PLC集成做的DCS解決方案）可編程控制器（PLC）遠(yuǎn)程終端單元（RTU）PLC和RTU主要用于獲取設(shè)備狀態(tài)，PLC也可以用于設(shè)備的本地控制；DCS通常用于局域網(wǎng)內(nèi)生產(chǎn)過程的整體控制，SCADA主要從PLC和RTU采集監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。1、SCADASCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工、燃?xì)?、鐵路等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。2、DCS控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從最初的CCS（計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)），到第二代的DCS（分布式控制系統(tǒng)），發(fā)展到現(xiàn)在流行的FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）。DCS（分布式控制系統(tǒng)）是從1975年前后從CCS（計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)）發(fā)展出的工業(yè)控制系統(tǒng)的架構(gòu)。FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）是基于網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化、開放理念發(fā)展的最新的架構(gòu)。分布式控制系統(tǒng)（DCS）的發(fā)展計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)（CCS）基于主機(jī)的集中模式。由功能強(qiáng)大的主機(jī)完成幾乎所有的計(jì)算和處理任務(wù)，用戶和主機(jī)的交互很少。分布式控制系統(tǒng)（DCS）基于集中管理和分散控制的模式。封閉式系統(tǒng)，新的結(jié)構(gòu)利用冗余、容錯(cuò)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高可靠性。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）基于數(shù)據(jù)總線模式。開放式系統(tǒng)，因存在總線標(biāo)準(zhǔn)，易擴(kuò)展，全數(shù)字化，數(shù)據(jù)總線大幅提高數(shù)據(jù)傳輸能力。網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化DCS和FCS的對(duì)比DCSFCSFCS主要引入了網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)，開放了整個(gè)控制系統(tǒng)。4、PLCPLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。電源中央處理單元(CPU)存儲(chǔ)器輸入輸出接口電路功能模塊（如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊）通信模塊PLC主要組成部分：PLC的工作原理輸入單元數(shù)據(jù)狀態(tài)存儲(chǔ)用戶程序存儲(chǔ)輸出單元數(shù)據(jù)狀態(tài)CPU以固定的周期重復(fù)調(diào)度執(zhí)行下面的過程脈沖信號(hào)輸入采樣階段用戶程序執(zhí)行階段輸出刷新階段接收ALC數(shù)據(jù)接口PLC的主要功能運(yùn)算功能目前PLC基本已具有高級(jí)數(shù)學(xué)運(yùn)算和模擬量的PID運(yùn)算功能。控制功能控制功能包括順序控制（開關(guān)量控制）、過程控制（模擬量控制）、運(yùn)動(dòng)控制（脈沖量控制）和信息控制遠(yuǎn)程控制，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求選用。（詳情可參考最后一頁(yè)‘補(bǔ)充參考資料’）通信功能大中型可編程邏輯控制器系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），同時(shí)還應(yīng)支持的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口、RIO通信口、常用DCS接口等。編程功能支持編制用戶自定義程序。支持C、Basic等語(yǔ)言。診斷功能可編程邏輯控制器的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。處理速度從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則可編程邏輯控制器將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。5、RTURTU（遠(yuǎn)程終端單元），全稱為遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制。通常由信號(hào)輸入/出模塊、微處理器、有線/無(wú)線通訊設(shè)備、電源及外殼等組成，由微處理器控制，并支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。PLC和RTU對(duì)比起源不同PLC起源于生產(chǎn)線自動(dòng)化，主要應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)線，以順序邏輯控制為主。RTU起源于石油天然氣生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備比較分布、且數(shù)量眾多、環(huán)境惡劣。功能不同PLC主要用于室內(nèi)的生產(chǎn)線或站控制系；RTU主要用于室外生產(chǎn)控制設(shè)備。通訊能力不同PLC一般是單機(jī)使用，或和本系列的產(chǎn)品使用，一般只支持本公司的通訊協(xié)議。RTU一般作為SCADA系統(tǒng)的一個(gè)部分，隨著系統(tǒng)的增大系統(tǒng)中可能會(huì)有不同廠家的RTU，因此RTU具有通用的通訊協(xié)議。RTU大多以無(wú)線方式與中控室通訊，因此RTU能很好的支持無(wú)線通訊設(shè)備（電臺(tái)、無(wú)線以太網(wǎng)、GPRS、CDMA等）使用場(chǎng)合不同PLC主要用于：生產(chǎn)線、流水線、部分廠站、配電系統(tǒng)、機(jī)床控制等。RTU主要用于：石