工业控制系统架构

目录

• 工业控制系统范围
• 制造执行系统(MES层)
  • 工厂信息管理系统(PIMS)
  • 先进控制系统(APC)
• 过程监控层
  • DCS分散型控制系统：
  • 安全仪表系统SIS：
  • 可编程控制器PIC
  • OPC服务器
• 现场设备层
• 习题

工业控制系统范围

典型企业生产或制造系统包括：现场设备层、现场控制层、过程监控层、制造执行系统(MES)层、企业管理层和外部网络。

从图中可以看出
以制造执行系统(MES)层分层：

• 向上为通用IT领域
• 向下为工业控制系统领域

制造执行系统(MES层)

制造执行系统MES层包括：

• 工厂信息管理系统(PIMS)
• 先进控制系统(APC)
• 历史数据库
• 计划排产
• 仓储管等

工厂信息管理系统(PIMS)

“生产管理实用化”

• 工厂信息管理系统顾名思义就是进行工厂信息管理的，把工厂内部的各个车间的信息都集中到一个平台上，整合工厂内部信息，解决工厂内各个车间信息不流通或者不能及时流通的问题，消除工厂内部信息孤岛，促进工厂内部各个车间的协调工作，还能使工厂的管理者对每个车间的生产工作情况做好把控，为决策提供一些依据

先进控制系统(APC)

先进控制系统就是以先进过程控制APC技术为核心的上位机监控系统

先进控制系统(Advanced control theory)又称高级控制，它是除传统的以PID为基础的单回路控制和串级、前馈、比值等复杂控制系统外，打破传统方法的束缚的控制系统。
从工业系统特点出发，寻求对模型要求低，在线计算方便，对过程和环境的不确定性有一定适应能力的新的实用控制算法的总称、.例如解藕控制，推断控制、模型预测控制、自适应控制、多变最约束优化控制等。这种控制算法往往不在基础控制〔如DCS)中实现.，在上位计算机中实现。

先进过程控制技术分为三大类：

• 经典先进控制技术：变增益控制、时滞补偿控制
• 现如今流行的先进控制技术：模型预测控制MPC、自适控制、专家控制
  -发展中的先进控制：非线性控制及鲁棒控制

过程监控层

DCS分散型控制系统：

分散控制系统是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。

安全仪表系统SIS：

安全仪表系统，Safety instrumentation System，简称SIS；又称为安全联锁系统(Safety interlocking System)。主要为工厂控制系统中报警和联锁部分，对控制系统中检测的结果实施报警动作或调节或停机控制，是工厂企业自动控制中的重要组成部分。

可编程控制器PIC

可编程控制器简称PC(英文全称：Programmable Controller)，它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC(英文全称：Programmable Logic Controller)和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机(PC)相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。
1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：
“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

OPC服务器

现场设备层

习题

BCB