工業(yè)控制系統(tǒng)--ICS
工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)(也稱工業(yè)自動化與控制系統(tǒng))是各式各樣控制系統(tǒng)類型的總稱,是由各種自動化控制組件以及對實時數(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)涵蓋了多種類型的控制系統(tǒng),其中較常見又容易混淆的控制系統(tǒng)包括數(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)。那么,SCADA、DCS和PLC三者之間有何區(qū)別呢?
SCADA
SCADA系統(tǒng),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)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)計用來收集現(xiàn)場信息,將這些信息傳輸?shù)接嬎銠C(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時地監(jiān)視和控制整個系統(tǒng),根據(jù)每個系統(tǒng)的復(fù)雜性和相關(guān)設(shè)置,控制任何一個單獨(dú)的系統(tǒng),自動執(zhí)行相關(guān)操作或任務(wù),這也可以由操作員命令來自動執(zhí)行。
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)。
DCS
DCS系統(tǒng),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)采用集中監(jiān)控的方式協(xié)調(diào)本地控制器以執(zhí)行整個生產(chǎn)過程。通過模塊化生產(chǎn)系統(tǒng),DCS減少了單個故障對整個系統(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)⑸a(chǎn)過程體現(xiàn)在業(yè)務(wù)整體運(yùn)作中。
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)。
PLC
PLC系統(tǒng),即可編程邏輯控制器。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置,目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能,建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會(IEC)頒布了對PLC的規(guī)定:可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器,用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。
在工業(yè)自動化和控制系統(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(即遠(yuǎn)程終端單元)一樣。當(dāng)用于DCS系統(tǒng)時,PLC被用作具有監(jiān)視控制計劃的本地控制器。同時,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現(xiàn)特定功能的指令,如I/O控制、邏輯、定時、計數(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。
由上述內(nèi)容很容易看出:
SCADA,DCS是一種概念,而PLC是一種產(chǎn)品,三者不具可比性:
1、PLC是一種產(chǎn)品,由它可以構(gòu)成SCADA,DCS;
2、DCS 是過程控制發(fā)展起來的,PLC是繼電器—邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展起來的;
3、PLC 是設(shè)備,DCS,SCADA是系統(tǒng)。
狹義地說,DCS主要用于過程自動化,PLC主要用于工廠自動化(生產(chǎn)線),SCADA 主要針對廣域的需求,如油田,綿延千里的管線。如果從計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的角度來說,它們是統(tǒng)一的,之所以有區(qū)別,主要在應(yīng)用的需求, DCS常常要求高級的控制算法。如在煉油行業(yè),PLC對處理速度要求高,因為經(jīng)常用在聯(lián)鎖上,甚至是故障安全系統(tǒng),SCADA也有一些特殊要求,如振動監(jiān)測,流量計算,調(diào)峰調(diào)谷等等。
因此,也可以簡單的認(rèn)為:SCADA是調(diào)度管理層,DCS是廠站管理層,PLC是現(xiàn)場設(shè)備層