在現代世界中,工業自動化幾乎無處不在。自動化系統允許制造、工程、建筑、發電和其他處于經濟核心的流程以提高效率和生產力。今天的工業自動化正在經歷一個新的重大發展熱潮,這是由人工智能(AI)、云計算、大數據、物聯網(IoT)等創新技術推動的。
什么是工業自動化?
工業自動化是指使用自動化控制,如可編程邏輯控制器(PLC)、遠程終端設備(RTU)等。它們有助于控制工業過程和機械,取代手動干預和危險的自動化裝配操作。
工業自動化由一系列相互同步的元件組成。它執行工業過程的控制、傳感、監督和監測等功能。
從功能上講,工業自動化包括現場級(傳感器和執行器)、控制級、監督、生產控制級(SCADA)和信息與企業級(MES和ERP)。
自動化控制組成
PLC-可編程邏輯控制器
PLC是一種工業級數字計算機,旨在執行控制功能,尤其是工業應用。
可編程邏輯控制器是用于控制過程的電子設備。它由中央處理器組成;輸入和輸出設備、電源、通信和冗余單元。PLC根據其應用進行預編程
并投入運行。PLC接受來自現場的輸入,根據完成的編程處理輸入,并將命令輸出到現場設備。它還可以通過SCADA接受來自工廠操作員的命令,并向現場設備發出命令。PLC的功能因制造商而異,但基本架構保持不變。
RTU-遠程終端單元
RTU代表遠程終端單元。RTU是一種控制設備,通常作為大型系統的一部分安裝在遠程位置。RTU的主要用途是監視和控制現場設備,例如閥門、執行器、傳感器等。RTU是監控和數據采集(SCADA)系統的重要組成部分,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
DSC分布式控制系統旨在執行更復雜和地理上更大的工業過程。整個工業過程分為不同的控制區域,并由專用的自主控制器控制。現場設備與特定控制區域的控制器通信。這些控制器通過高速通信網絡互連,并連接到工程PC
,在那里進行整體控制、監控、數據記錄和報警功能。在分布式控制系統中,控制決策由工廠操作員而不是控制器本身做出。DCS是一種預先設計的解決方案,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的多任務和存儲能力,RTU的多協議通信和遠程操作能力以及DCS的巨大I/O處理能力。
SCADA-監控和數據采集系統
監控和數據采集系統(SCADA)是一個軟件界面,使工廠操作員能夠輕松控制和監督工業/工廠中的各種設備。此外,它還執行數據采集。操作員可以通過PLC/SCADA監控參數并向現場設備發出命令。SCADA不能直接與現場設備通信,只能通過PLC。來自現場的所有數據都進入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讀取或寫入這些內存位置。整個控制邏輯保存在PLC中,而不是SCADA中。