工控系统的结构可分为以下五层,基于国际标准IEC 62264-1的经典层级模型:
一、企业资源层(决策管理层)
功能:负责整体资源规划与管理,包括数据采集、存储、分析及决策支持,对应企业的战略规划部门。
组成:数据库管理系统(DBMS)、企业资源规划(ERP)软件、数据可视化工具等。
二、生产管理层(运营管理层)
功能:执行生产计划调度、工艺优化、设备管理及物料控制,确保生产流程高效运行。
组成:生产执行系统(MES)、制造执行系统(MES)、供应链管理系统(SCM)等。
三、过程监控层
功能:实时采集生产现场数据(如温度、压力、流量等),并通过控制算法进行初步处理与分析。
组成:数据采集系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、传感器网络等。
四、现场控制层
功能:根据监控层分析结果,执行具体的控制动作(如开关设备、调节参数等),实现精准控制。
组成:可编程逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS)、现场总线网络等。
五、现场设备层(物理设备层)
功能:完成物理量(如温度、压力)的采集与执行命令,是系统最底层的硬件设备。
组成:传感器(如温度传感器、压力传感器)、执行器(如阀门、电机)、工业仪表、执行装置等。
补充说明
工控系统通常包含多种控制方式:
SCADA系统:适用于远程监控,通过通信网络实现数据采集与控制;
DCS系统:强调分布式控制,适用于大型复杂系统;
PLC系统:适用于逻辑控制,灵活性强且抗干扰能力高。
系统集成结构需确保各层之间的兼容性与通信效率,整体设计需兼顾可靠性、安全性和可扩展性。