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文檔簡介
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、容錯等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高可靠性?,F(xiàn)場總線控制系統(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的對比DCSFCSFCS主要引入了網(wǎng)絡(luò),統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn),開放了整個控制系統(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)存儲用戶程序存儲輸出單元數(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基本已具有高級數(shù)學(xué)運(yùn)算和模擬量的PID運(yùn)算功能??刂乒δ芸刂乒δ馨樞蚩刂疲ㄩ_關(guān)量控制)、過程控制(模擬量控制)、運(yùn)動控制(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‘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)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(如TCP/IP),同時還應(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)時性要求來看,處理速度應(yīng)越快越好,如果信號持續(xù)時間小于掃描時間,則可編程邏輯控制器將掃描不到該信號,造成信號數(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)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。通常由信號輸入/出模塊、微處理器、有線/無線通訊設(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對比起源不同PLC起源于生產(chǎn)線自動化,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)的一個部分,隨著系統(tǒng)的增大系統(tǒng)中可能會有不同廠家的RTU,因此RTU具有通用的通訊協(xié)議。RTU大多以無線方式與中控室通訊,因此RTU能很好的支持無線通訊設(shè)備(電臺、無線以太網(wǎng)、GPRS、CDMA等)使用場合不同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
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