就像羅馬并不是一天建成的,現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)也經(jīng)歷了啟蒙時代、古典主義時期才完成現(xiàn)代化的蛻變。當下,工業(yè)控制系統(tǒng)的變革仍在繼續(xù),有以下三個主要發(fā)展方向:新型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、基于PC的工業(yè)控制計算機以及管控一體化系統(tǒng)集成技術(shù)。
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自動化與工業(yè)控制系統(tǒng)通常被簡稱為ICS,是一個用來描述工業(yè)設(shè)施與自動化系統(tǒng)的專用詞匯。
在ISA-99/IEC62443標準中,工業(yè)控制系統(tǒng)指的是“一個包括人員、硬件以及軟件,能夠?qū)I(yè)過程的安全性、可靠性造成影響的集合”,通常具有以下四個功能:
1.測量——獲取傳感器數(shù)據(jù)并將其作為下一步處理的輸入或直接作為輸出;
2.比較——將獲取的傳感器數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)進行比較;
3.計算——計算歷史誤差、當前誤差與后續(xù)誤差;
4.矯正——基于測量、比較及計算的結(jié)果對自動化過程進行調(diào)整。
上述四個功能通常由工業(yè)控制系統(tǒng)中的五個部件完成:傳感器——用于測量目標的物理參數(shù);轉(zhuǎn)換器——將測量所得的電學/非電學測量值轉(zhuǎn)換為可用的電信號;發(fā)射器——負責控制系統(tǒng)中的電信號的發(fā)送;控制器——為整個控制系統(tǒng)提供控制邏輯與輸入輸出接口;執(zhí)行器——用于改變控制過程。
在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中,這些基本部件并不一定是各自獨立的。它們通常以子系統(tǒng)的形式進行組合,完成各種復(fù)雜的控制任務(wù)。比如,現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中常見的傳感模塊就由傳感器、轉(zhuǎn)換器與發(fā)射器(甚至可能會有小型的控制器用于前端數(shù)據(jù)處理)組成;數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵子系統(tǒng),通常又由大量的傳感模塊、發(fā)射器及控制器組成;而可編程邏輯控制器,通常集成了發(fā)射器與控制器,用于具體工業(yè)過程的控制?,F(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)就是由各種傳感器、控制器、執(zhí)行器以及各種具有具體功能的子系統(tǒng)構(gòu)成的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的控制網(wǎng)絡(luò)。
就像羅馬并不是一天建成的,現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)也經(jīng)歷了啟蒙時代、古典主義時期才完成現(xiàn)代化的蛻變。
歷經(jīng)三個重要歷史時期
啟蒙時代:1935年之前
工業(yè)控制系統(tǒng)作為工廠流程的一部分出現(xiàn)在世人面前大約是在十八世紀中期,但事實上,古代的希臘人與阿拉伯人就已經(jīng)開始在諸如水鐘、油燈這樣的裝置中使用浮動閥門進行自動控制了。上臺有記載的自動控制設(shè)備是公元前二百五十年左右埃及人所使用的水鐘。這臺水鐘以水作為動力進行計時與矯正,將*準確計時工具的頭銜保持了將近兩千年,直到擺鐘被發(fā)明。
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