工業控制系統架構


工業控制系統范圍

典型企業生產或制造系統包括:現場設備層、現場控制層、過程監控層、制造執行系統(MES)層、企業管理層和外部網絡。

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從圖中可以看出
以制造執行系統(MES)層分層:

  • 向上為通用IT領域
  • 向下為工業控制系統領域

制造執行系統(MES層)

制造執行系統MES層包括:

  • 工廠信息管理系統(PIMS)
  • 先進控制系統(APC)
  • 歷史數據庫
  • 計划排產
  • 倉儲管等

工廠信息管理系統(PIMS)

“生產管理實用化”

  • 工廠信息管理系統顧名思義就是進行工廠信息管理的,把工廠內部的各個車間的信息都集中到一個平台上,整合工廠內部信息,解決工廠內各個車間信息不流通或者不能及時流通的問題,消除工廠內部信息孤島,促進工廠內部各個車間的協調工作,還能使工廠的管理者對每個車間的生產工作情況做好把控,為決策提供一些依據

先進控制系統(APC)

先進控制系統就是以先進過程控制APC技術為核心的上位機監控系統

先進控制系統(Advanced control theory)又稱高級控制,它是除傳統的以PID為基礎的單回路控制和串級、前饋、比值等復雜控制系統外,打破傳統方法的束縛的控制系統。
從工業系統特點出發,尋求對模型要求低,在線計算方便,對過程和環境的不確定性有一定適應能力的新的實用控制算法的總稱、.例如解藕控制,推斷控制、模型預測控制、自適應控制、多變最約束優化控制等。這種控制算法往往不在基礎控制〔如DCS)中實現.,在上位計算機中實現。

先進過程控制技術分為三大類:

  • 經典先進控制技術:變增益控制、時滯補償控制
  • 現如今流行的先進控制技術:模型預測控制MPC、自適控制、專家控制
    -發展中的先進控制:非線性控制及魯棒控制

過程監控層

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DCS分散型控制系統:

分散控制系統是以微處理器為基礎,采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協調的設計原則的新一代儀表控制系統。集散控制系統簡稱DCS,也可直譯為“分散控制系統”或“分布式計算機控制系統”。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本設計思想,采用多層分級、合作自治的結構形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在電力、冶金、石化等各行各業都獲得了極其廣泛的應用。

安全儀表系統SIS:

安全儀表系統,Safety instrumentation System,簡稱SIS;又稱為安全聯鎖系統(Safety interlocking System)。主要為工廠控制系統中報警和聯鎖部分,對控制系統中檢測的結果實施報警動作或調節或停機控制,是工廠企業自動控制中的重要組成部分。

可編程控制器PIC

可編程控制器簡稱PC(英文全稱:Programmable Controller),它經歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制器PLC(英文全稱:Programmable Logic Controller)和可編程序控制器PC幾個不同時期。為與個人計算機(PC)相區別,現在仍然沿用可編程邏輯控制器這個老名字。
1987年國際電工委員會(International Electrical Committee)頒布的PLC標准草案中對PLC做了如下定義:
“PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令,並能通過數字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易於與工業控制系統形成一個整體,易於擴展其功能的原則而設計。”
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OPC服務器

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現場設備層

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習題

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BCB


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