工业控制系统

工业控制系统（ICS）ICS工业控制系统（ICS）是各式各样控制系统类型的总称。目前常见的有：1.监控和数据采集系统（SCADA）2.分布式控制系统（DCS）3.过程控制系统（PCS）（源于西门子将自家PLC集成做的DCS解决方案）4.可编程控制器（PLC）5.远程终端单元（RTU）PLC和RTU主要用于获取设备状态，PLC也可以用于设备的本地控制；DCS通常用于局域网内生产过程的整体控制，SCADA主要从PLC和RTU采集监控数据。1、SCADA•SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。•SCADA可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。2、DCS控制系统的结构从最初的CCS（计算机集中控制系统），到第二代的DCS（分布式控制系统），发展到现在流行的FCS（现场总线控制系统）。DCS（分布式控制系统）是从1975年前后从CCS（计算机集中控制系统）发展出的工业控制系统的架构。FCS（现场总线控制系统）是基于网络化、标准化、开放理念发展的最新的架构。分布式控制系统（DCS）的发展•基于主机的集中模式。由功能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。计算机集中控制系统（CCS）•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。分布式控制系统（DCS）•基于数据总线模式。开放式系统，因存在总线标准，易扩展，全数字化，数据总线大幅提高数据传输能力。现场总线控制系统（FCS）网络化、标准化DCS和FCS的对比DCSFCSFCS主要引入了网络，统一了标准，开放了整个控制系统。4、PLC•PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。1.电源2.中央处理单元(CPU)3.存储器4.输入输出接口电路5.功能模块（如计数、定位等功能模块）6.通信模块PLC主要组成部分：PLC的工作原理输入单元数据状态存储用户程序存储输出单元数据状态CPU以固定的周期重复调度执行下面的过程脉冲信号输入采样阶段用户程序执行阶段输出刷新阶段接收ALC数据接口PLC的主要功能运算功能目前PLC基本已具有高级数学运算和模拟量的PID运算功能。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，应根据实际需求选用。（详情可参考最后一页‘补充参考资料’）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（如TCP/IP），同时还应支持的通信接口应包括串行和并行通信接口、RIO通信口、常用DCS接口等。编程功能支持编制用户自定义程序。支持C、Basic等语言。诊断功能可编程逻辑控制器的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。处理速度从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号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。5、RTU•RTU（远程终端单元），全称为远程终端控制系统，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。通常由信号输入/出模块、微处理器、有线/无线通讯设备、电源及外壳等组成，由微处理器控制，并支持网络系统。PLC和RTU对比起源不同PLC起源于生产线自动化，主要应用于机械设备生产线，以顺序逻辑控制为主。RTU起源于石油天然气生产，生产设备比较分布、且数量众多、环境恶劣。功能不同PLC主要用于室内的生产线或站控制系；RTU主要用于室外生产控制设备。通讯能力不同PLC一般是单机使用，或和本系列的产品使用，一般只支持本公司的通讯协议。RTU一般作为SCADA系统的一个部分，随着系统的增大系统中可能会有不同厂家的RTU，因此RTU具有通用的通讯协议。RTU大多以无线方式与中控室通讯，因此RTU能很好的支持无线通讯设备（电台、无线以太网、GPRS、CDMA等）使用场合不同PLC主要用于：生产线、流水线、部分厂站、配电系统、机床控制等。RTU主要用于：石油天然气生产、管道、城市天然气管网、供水管网、环境监测等。目前随着技术的融合，PLC也能做RTU的事情，RTU也可以完成PLC的工作。补充参考资料•1、PLC的五大控制功能