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工业自动化控制系统的组成和结构

2022-12-27 10:53
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工业自动控制系统通过工业控制计算机对传感器及局域网所采集的各种信息的归纳、分析、整理,实现信息管理与自动控制的一体化,并通过权限认证确保了信息的安全。

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工业自动化控制主要分为工业自动化系统、硬件和软件三个部分。现今应用较多的工业自动化控制设备与系统主要有伺服系统、步进系统、变频器、传感器、仪器仪表、人机界面、数据采集与监视控制系统、分散式控制系统、可编程逻辑控制器、现场总线控制系统(fieldbus control system,FCS)等。

经过多年的发展,现代工业自动化控制的结构和核心组件也开始形成:

1、可编程逻辑控制器PLC。可编程逻辑控制器(PLC)是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

2、数据采集与监视控制统冗余技术(系统的高可靠性)。

系统SCADA。数据采集与监控系统(SCADA)是一种软件应用程序,主要功能是收集系统状态信息,处理数据以及远距离通信,以实现对设备和条件的控制。

3、远程终端单元RTU。远程终端单元(remote terminal unit,RTU),一种针对通信距离较长和工业现场环境恶劣而设计的具有模块化结构的、特殊的计算机测控单元。RTU产品大量应用在SCADA系统中。

4、通信技术。工业控制系统通信类型根据系统构成的层次结构而分成3种,即标准通信总线(外总线)、现场总线(Fieldbus)和局域网通信。工业控制系统通过这3种类型的通信方法将主机与各种设备连接起来,将现场信号传输到控制级,再将控制级信息传输到监控级、管理级。

5、协议。工业控制系统的现场网络与控制网络之间的通信、现场网络各工控设备之间的通信、控制网络各组件的通信往往采用工业控制系统特有的通信协议。目前,工业控制系统涉及协议有现场总线(CAN、DeviceNet、Profibus-DP、Profibus-PA等)、工业以太网(EtherNet/IP、EtherCAT、HSE、Profinet、EPA、Modbus等)、工业无线网(IEEE 802.11、ZigBee、Rfieldbus等)。

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