通常情況下，工業控制系統的子系統或功能組件包括但不限于數據采集與監視控制（SCADA）系統、分布式控制系統（DCS）、可編程邏輯控制器（PLC）、遠程測控單元（RTU）等相關信息系統。

1、工業控制數據采集與監視控制（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）系統是由計算機設備、工業過程控制組件和網絡組成的控制系統，對工業生產過程進行數據采集、監測和控制，保證工業生產過程的正常運轉，它是電力、石油、冶金、天然氣、鐵路、供水、化工等關系國家命脈的基礎產業的神經中樞。

 

典型的SCADA系統架構

4、一個SCADA系統通常由一個主站和多個子站（遠方終端裝置RTU或其他自動化系統）組成。主站通常在調度控制中心（主站端），子站安裝在廠站端，主站通過廣域網實現與子站的通信，完成數據采集和監視控制。主站除了接收子站的信息外，還以數據通信的方式接收從下級調度控制中心主站轉發來的信息，又向上級調度控制中心主站轉發本站的信息。廠站端是SCADA系統的實時數據源，又是進行控制的目的地。SCADA所采集的數據包括模擬量測量、狀態測點和脈沖累加量。SCADA系統的主站分為前置子系統和后臺子系統，二者通過局域網相連并相互進行通信。前置子系統主要完成與廠站端及其他調度控制中心的通信，并將獲得的數據發送給后臺子系統，后臺子系統進行數據處理。

 

SCADA系統實現例子

1、DCS是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機（Computer）、通信（Communication）、終端顯示（CRT）和控制（Control）技術而發展起來的新型控制系統。其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。它滿足了大型工業生產和日益復雜的過程控制要求，從綜合自動化的角度出發，按功能分散、管理集中的原則構思，采用了多層分級、合作自治的結構形式。
2、DCS網絡是整體的基礎和核心。網絡對于DCS整個系統的實時性、可靠性和擴充性起著決定性作用，因此對于DCS網絡來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時間限度，是指無論在何種情況下，信息傳送都能在這個時間限度內完成，而這個時間限度則是根據被控制過程的實時性確定的。因此，衡量系統網絡性能的指標并不是網絡的速率，即通常所說的每秒比特數（bit/s），而是系統網絡的實時性，即能在多長的時間內確保所需信息的傳輸得以完成。
3、DCS是以微處理器和網絡為基礎的集中分散型控制系統。它包括操作員站、工程師站、監控計算機、現場控制站、數據采集站、通信系統。

 

DCS的基本構成

4、
（1）操作員站：操作員站是操作人員對生產過程進行顯示、監視、操作控制和管理的主要設備。
（2）工程師站：工程師站用于對DCS進行離線的組態工作和在線的系統監督、控制與維護。
（3）監控計算機：監控計算機通過網絡收集系統中各單元的數據信息，根據數學模型和優化控制指標進行后臺計算、優化控制等，它還用于全系統信息的綜合管理。
（4）現場控制站：現場控制站通過現場儀表直接與生產過程相連接，采集過程變量信息，并進行轉換和運算等處理，產生控制信號來驅動現場的執行機構，最終實現對生產過程的控制。
（5）數據采集站：數據采集站與生產過程相連接，對過程非控制變量進行數據采集和預處理，并對實時數據進一步加工；為操作員站提供數據，實現對過程的監視和信息存儲，為控制回路的運算提供輔助數據和信息。
（6）通信系統：通信系統連接DCS的各操作員站、工程師站、監控計算機、現場控制站、數據采集站等部分，傳遞各工作站之間的數據、指令及其他信息，使整個系統協調一致地工作，從而實現數據和信息資源的共享。

 

控制器（Controller）是指按照預定順序通過改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令裝置，是發布命令的“決策機構”，完成協調和指揮整個計算機系統的操作。

1、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一種特殊的控制器，是專為工業環境應用而設計的數字運算電子系統。
2、可編程自動化控制器（PAC）的定義為：由一個輕便的控制引擎支持，且對多種應用使用同一種開發工具。
3、PAC與PLC根本的不同在于它們的基礎不同。PLC的性能依賴于專用硬件，應用程序的執行是依靠專用硬件芯片實現的。
4、遠程終端單元（Remote Terminal Unit，RTU）是安裝在遠程現場的電子設備，用來對遠程現場的傳感器和設備狀態進行監視和控制，負責對現場信號、工業設備的監測和控制，獲得設備數據，并將數據傳給 SCADA 系統的調度中心。
5、在遠程測控系統中，RTU 是實現遠程通信的關鍵設備，承擔著中心站和測站間信息的上傳下達工作，它主要有遙信、遙測、遙控和遙調4個功能。

• 遙信功能：要求采用無源接點方式即某一路遙信量的輸入應是一對繼電器的觸點，或者是閉合，或者是斷開。
• 遙測功能：通過采集現場各種傳感器和變送器的信號獲得現場各種物理參數，將采集到的變量存儲、編碼成遙測信息，按通信規約傳送給監控中心。
• 遙控功能：由監控中心對現場設備實行遠程操控，如啟動或關停某設備、打開或關閉某閥門。
• 遙調功能：監控中心對被控站某些設備的工作狀態和參數的調整。

現場設備是工業控制系統的基本組成部分。
1、智能電子設備（Intelligent Electronic Device，IED）：由一個或多個處理器組成，從外部源接收和傳送數據或控制外部源的任何設備（即電子多功能儀表、微機保護、控制器），在特定的環境下接口所限定范圍內能夠執行一個或多個邏輯節點任務的實體。
2、人機界面（HMI）：人機界面（Human-Machine Interface，HMI）是連接可編程邏輯控制器（PLC）、變頻器、直流調速器、儀表等工業控制設備，利用顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標等）寫入工作參數或輸入操作命令，實現人與機器信息交互的數字設備。

四、PLC設備

1、

 

PLC的組成結構

典型PLC的組成如圖所示，分別是中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）模塊、電源和編程器。