工業(yè)自動化：PLC、DCS、RTU、PAC、SCADA

工業(yè)自動化是一個復(fù)雜、動態(tài)發(fā)展且引人入勝的技術(shù)領(lǐng)域。

前言

在現(xiàn)代世界中，工業(yè)自動化幾乎無處不在。自動化系統(tǒng)允許制造、工程、建筑、發(fā)電和其他處于經(jīng)濟核心的流程以提高效率和生產(chǎn)力。今天的工業(yè)自動化正在經(jīng)歷一個新的重大發(fā)展熱潮，這是由人工智能(AI)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等創(chuàng)新技術(shù)推動的。

什么是工業(yè)自動化?

工業(yè)自動化是指使用自動化控制，如可編程邏輯控制器(PLC)、遠程終端設(shè)備(RTU)等。它們有助于控制工業(yè)過程和機械，取代手動干預(yù)和危險的自動化裝配操作。

工業(yè)自動化由一系列相互同步的元件組成。它執(zhí)行工業(yè)過程的控制、傳感、監(jiān)督和監(jiān)測等功能。

從功能上講，工業(yè)自動化包括現(xiàn)場級(傳感器和執(zhí)行器)、控制級、監(jiān)督、生產(chǎn)控制級(SCADA)和信息與企業(yè)級(MES和ERP)。

自動化控制組成

PLC - 可編程邏輯控制器

PLC 是一種工業(yè)級數(shù)字計算機，旨在執(zhí)行控制功能，尤其是工業(yè)應(yīng)用。

可編程邏輯控制器是用于控制過程的電子設(shè)備。它由中央處理器組成;輸入和輸出設(shè)備、電源、通信和冗余單元。PLC根據(jù)其應(yīng)用進行預(yù)編程并投入運行。PLC接受來自現(xiàn)場的輸入，根據(jù)完成的編程處理輸入，并將命令輸出到現(xiàn)場設(shè)備。它還可以通過SCADA接受來自工廠操作員的命令，并向現(xiàn)場設(shè)備發(fā)出命令。PLC的功能因制造商而異，但基本架構(gòu)保持不變。

RTU - 遠程終端單元

RTU 代表 遠程終端單元。RTU 是一種控制設(shè)備，通常作為大型系統(tǒng)的一部分安裝在遠程位置。RTU 的主要用途是監(jiān)視和控制現(xiàn)場設(shè)備，例如閥門、執(zhí)行器、傳感器等。RTU是監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)的重要組成部分，在SCADA控制和物理過程之間建立接口。

RTU 由一個硬件面板組成，其中安裝了一個或多個輸入/輸出 (I/O) 模塊。RTU 最重要的組件是中央處理器 (CPU)、電源、通信端口和物理 I/O。

DCS - 分布式控制系統(tǒng)

DSC 分布式控制系統(tǒng)旨在執(zhí)行更復(fù)雜和地理上更大的工業(yè)過程。整個工業(yè)過程分為不同的控制區(qū)域，并由專用的自主控制器控制?，F(xiàn)場設(shè)備與特定控制區(qū)域的控制器通信。這些控制器通過高速通信網(wǎng)絡(luò)互連，并連接到工程PC，在那里進行整體控制、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄和報警功能。在分布式控制系統(tǒng)中，控制決策由工廠操作員而不是控制器本身做出。DCS是一種預(yù)先設(shè)計的解決方案，需要配置而不是編程(如PLC)。

PAC - 可編程邏輯控制器

PAC可以被認(rèn)為是PLC，RTU，DCS和PC的組合。它具有PLC的離散控制能力，PC的多任務(wù)和存儲能力，RTU的多協(xié)議通信和遠程操作能力以及DCS的巨大I/O處理能力。

SCADA - 監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)是一個軟件界面，使工廠操作員能夠輕松控制和監(jiān)督工業(yè)/工廠中的各種設(shè)備。此外，它還執(zhí)行數(shù)據(jù)采集。操作員可以通過PLC/SCADA監(jiān)控參數(shù)并向現(xiàn)場設(shè)備發(fā)出命令。SCADA不能直接與現(xiàn)場設(shè)備通信，只能通過PLC。來自現(xiàn)場的所有數(shù)據(jù)都進入 PLC 中的 I/O 模塊，并存儲在特定的存儲器位置或寄存器中。反過來，SCADA讀取或?qū)懭脒@些內(nèi)存位置。整個控制邏輯保存在PLC中，而不是SCADA中。

SCADA相關(guān)知識

SCADA應(yīng)用場景

SCADA廣泛應(yīng)用于化工、天然氣、水、通信和電力系統(tǒng)等不同領(lǐng)域。

電力系統(tǒng)、運行與控制：SCADA系統(tǒng)用于發(fā)電廠，輸電區(qū)域和配電系統(tǒng)。

制造業(yè)或工廠：SCADA有助于管理不同的庫存項目或原材料，以同步方式控制自動化系統(tǒng)。

電信和基于IT的系統(tǒng)：通過SCADA可以輕松管理不同的基于RF的系統(tǒng)，通信介質(zhì)和大型通信系統(tǒng)，包括通過天線進行數(shù)據(jù)記錄。

水和污水處理廠及供水管理：國家或市政公司使用基于SCADA的系統(tǒng)來監(jiān)測，控制和調(diào)節(jié)水庫的水量。

交通管制：SCADA有助于交通信號的調(diào)節(jié)，控制道路系統(tǒng)和空中交通管制的鐵路系統(tǒng)的交通流量。

建筑物、設(shè)施和環(huán)境：使用 SCADA 來控制 HVAC、制冷裝置、照明和入口系統(tǒng)。

SCADA組態(tài)軟件

數(shù)維圖科技 研發(fā)的 Sovit2D 和 Sovit3D 編輯器，是功能強大的基于Web的可視化2D和3D組態(tài)編輯器，采用標(biāo)準(zhǔn)HTML5技術(shù)，基于B/S架構(gòu)進行開發(fā)，支持WEB端呈現(xiàn)，支持在瀏覽器端完成便捷的人機交互，簡單的拖拽即可完成可視化頁面的設(shè)計?？煽焖贅?gòu)建和部署可擴展的SCADA、HMI、儀表板或IIoT系統(tǒng)。使用 Sovit2D / Sovit3D 組態(tài)編輯器，可以創(chuàng)建現(xiàn)代化、可視化、形象化的流程，來反映機器設(shè)備和實時數(shù)據(jù)的狀態(tài)，為自動化工業(yè)工廠的控制儀表進行個性化設(shè)計。

審核編輯：湯梓紅