工业自动化:PLC、DCS、RTU、PAC、SCADA

描述

工业自动化是一个复杂、动态发展且引人入胜的技术领域。

前言

在现代世界中,工业自动化几乎无处不在。自动化系统允许制造、工程、建筑、发电和其他处于经济核心的流程以提高效率和生产力。今天的工业自动化正在经历一个新的重大发展热潮,这是由人工智能(AI)、云计算、大数据、物联网(IoT)等创新技术推动的。

什么是工业自动化?

工业自动化是指使用自动化控制,如可编程逻辑控制器(PLC)、远程终端设备(RTU)等。它们有助于控制工业过程和机械,取代手动干预和危险的自动化装配操作。

工业自动化由一系列相互同步的元件组成。它执行工业过程的控制、传感、监督和监测等功能。

从功能上讲,工业自动化包括现场级(传感器和执行器)、控制级、监督、生产控制级(SCADA)和信息与企业级(MES和ERP)。

自动化控制组成

PLC - 可编程逻辑控制器

PLC 是一种工业级数字计算机,旨在执行控制功能,尤其是工业应用。

可编程逻辑控制器是用于控制过程的电子设备。它由中央处理器组成;输入和输出设备、电源、通信和冗余单元。PLC根据其应用进行预编程并投入运行。PLC接受来自现场的输入,根据完成的编程处理输入,并将命令输出到现场设备。它还可以通过SCADA接受来自工厂操作员的命令,并向现场设备发出命令。PLC的功能因制造商而异,但基本架构保持不变。

RTU - 远程终端单元

RTU 代表 远程终端单元。RTU 是一种控制设备,通常作为大型系统的一部分安装在远程位置。RTU 的主要用途是监视和控制现场设备,例如阀门、执行器、传感器等。RTU是监控和数据采集(SCADA)系统的重要组成部分,在SCADA控制和物理过程之间建立接口。

RTU 由一个硬件面板组成,其中安装了一个或多个输入/输出 (I/O) 模块。RTU 最重要的组件是中央处理器 (CPU)、电源、通信端口和物理 I/O。

DCS - 分布式控制系统

DSC 分布式控制系统旨在执行更复杂和地理上更大的工业过程。整个工业过程分为不同的控制区域,并由专用的自主控制器控制。现场设备与特定控制区域的控制器通信。这些控制器通过高速通信网络互连,并连接到工程PC,在那里进行整体控制、监控、数据记录和报警功能。在分布式控制系统中,控制决策由工厂操作员而不是控制器本身做出。DCS是一种预先设计的解决方案,需要配置而不是编程(如PLC)。

PAC - 可编程逻辑控制器

PAC可以被认为是PLC,RTU,DCS和PC的组合。它具有PLC的离散控制能力,PC的多任务和存储能力,RTU的多协议通信和远程操作能力以及DCS的巨大I/O处理能力。

SCADA - 监控和数据采集系统

监控和数据采集系统(SCADA)是一个软件界面,使工厂操作员能够轻松控制和监督工业/工厂中的各种设备。此外,它还执行数据采集。操作员可以通过PLC/SCADA监控参数并向现场设备发出命令。SCADA不能直接与现场设备通信,只能通过PLC。来自现场的所有数据都进入 PLC 中的 I/O 模块,并存储在特定的存储器位置或寄存器中。反过来,SCADA读取或写入这些内存位置。整个控制逻辑保存在PLC中,而不是SCADA中。

SCADA相关知识

SCADA应用场景

SCADA广泛应用于化工、天然气、水、通信和电力系统等不同领域。

SCA

电力系统、运行与控制:SCADA系统用于发电厂,输电区域和配电系统。

SCA

制造业或工厂:SCADA有助于管理不同的库存项目或原材料,以同步方式控制自动化系统。

SCA

电信和基于IT的系统:通过SCADA可以轻松管理不同的基于RF的系统,通信介质和大型通信系统,包括通过天线进行数据记录。

SCA

水和污水处理厂及供水管理:国家或市政公司使用基于SCADA的系统来监测,控制和调节水库的水量。

SCA

交通管制:SCADA有助于交通信号的调节,控制道路系统和空中交通管制的铁路系统的交通流量。

SCA

建筑物、设施和环境:使用 SCADA 来控制 HVAC、制冷装置、照明和入口系统。

SCADA组态软件

数维图科技 研发的 Sovit2D 和 Sovit3D 编辑器,是功能强大的基于Web的可视化2D和3D组态编辑器,采用标准HTML5技术,基于B/S架构进行开发,支持WEB端呈现,支持在浏览器端完成便捷的人机交互,简单的拖拽即可完成可视化页面的设计。可快速构建和部署可扩展的SCADA、HMI、仪表板或IIoT系统。使用 Sovit2D / Sovit3D 组态编辑器,可以创建现代化、可视化、形象化的流程,来反映机器设备和实时数据的状态,为自动化工业工厂的控制仪表进行个性化设计。

  审核编辑:汤梓红

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