工控安全入门之主流工控系统介绍

既然学习工控系统首先需要了解工控系统的定义

本篇目的是让大家了解目前主流的工控系统，工控系统如何主要的应用场景，

根据IEC 62443 Industrial communication networks-Network and system security 定义：工业自动化和控制系统（industrial automation and control system）影响或改变工业过程的安全、信息安全和可靠操作的人员、硬件和软件的集合。（广义工业控制系统）

目前我们常见的工控系统有：

SCADA:数据采集与监视控制系统

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。

SCADA系统主要有以下部分组成：监控计算机、远程终端单元（RTU）、可编程逻辑控制器（PLC）、通信基础设施、人机界面（HMI）。

使用SCADA概念可以构建大型和小型系统。这些系统的范围可以从几十到几千个控制回路，具体取决于应用。示例流程包括工业，基础设施和基于设施的流程，如下所述：

DCS:分布式控制系统/集散控制系统

集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。

PCS:过程控制系统

采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制就称为过程控制。过程控制系统（process control systems）可以分为常规仪表过程控制系统与计算机过程控制系统两大类。随着工业生产规模走向大型化、复杂化、精细化、批量化，靠仪表控制系统已很难达到生产和管理要求，计算机过程控制系统是近几十年发展起来的以计算机为核心的控制系统。

ESD:应急停车系统

ESD是英文Emergency Shutdown Device紧急停车系统的缩写。

这种专用的安全保护系统是90年代发展起来的，以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评。

ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。在正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预。作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。据有关资料，当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的，当操作人员面临生命危险时，要在60s内作出反应，错误决策的概率高达99.9%。因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的，这是作好安全生产的重要准则。该动则动，不该动则不动，这是ESD系统的一个显著特点。ESD控制系统CPU的扫描周期一般在几十毫秒，根据控制系统所扫描的控制点的数量，一般在50ms左右，所以ESD的响应时间是极为迅速的，现在国内比较流行的主流ESD系统为美国TRICONEX（由中国自动化集团-康吉森自动化代理）。

PLC:可编程序控制器(Programmable Logic Controller)

RTU:远程终端控制系统

远程终端单元( Remote Terminal Unit，RTU)，一种针对通信距离较长和工业现场环境恶劣而设计的具有模块化结构的、特殊的计算机测控单元，它将末端检测仪表和执行机构与远程调控中心的主计算机连接起来，具有远程数据采集、控制和通信功能，能接收主计算机的操作指令，控制末端的执行机构动作。按照国标CB/T 14429 - 93《远动设备及系统术语》中的定义，远动指应用通信技术，完成遥测、遥信、遥控和遥调等功能的总称，简称“四遥”

RTU可以用各种不同的硬件和软件来实现，取决于被控现场的性质、现场环境条件、系统的复杂性、对数据通信的要求、实时报警报告、模拟信号测量精度、状态监控、设备的调节控制和开关控制。由于各制造商采用的数据传输协议、信息结构和检错技术不同，各制造厂家一般都生产SCADA系统中配套的专用RTU。 [1]

IED:智能监测单元

IED是Intelligent Electronic Device的简称，是智能电子设备。

智能电子设备，全称：Intelligent Electronic Device，简称为IED。IEC61850标准对IED定义如下：“由一个或多个处理器组成，具有从外部源接收和传送数据或控制外部源的任何设备，即电子多功能仪表、微机保护、控制器，在特定的环境下在接口所限定范围内能够执行一个或多个逻辑接点任务的实体 [1] ”

主要有电子式互感器等，应用于数字化变电站中

MIS:管理信息系统(Management Information System)

所谓MIS（管理信息系统--Management Information System）系统，主要指的是进行日常事务操作的系统。这种系统主要用于管理需要的记录，并对记录数据进行相关处理，将处理的信息及时反映给管理者的一套网络管理系统。

SIS: 生产过程自动化监控和管理系统(Supervisory Information System)

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。

MES:制造执行管理系统

制造执行系统 (manufacturing execution system，简称MES)是美国AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc．)在90年代初提出的，旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划同车间作业现场控制，通过执行系统联系起来。这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条型码、各种计量及检测仪器、机械手等。MES系统设置了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。

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