工业自动化的核心：控制系统 - 自动化展

为了实现自动化过程控制，工业过程必须以精确、可预测和可重复的方式进行。在实践中，这需要一个控制系统来监控过程变量并将其与设定值或参考值进行比较，以达到自动化控制的目的。下面，让我们来一块探索自动化控制工程，一起探索自动化过程控制的魅力所在。

什么是控制系统？

控制系统是以动态方式管理、指挥和调节其他变量以实现预期结果的工程设备或机制。它们被广泛用于广泛的应用，从简单的家用恒温器到复杂的工业自动化系统。

控制系统是一个电气与机械设备网络，用于通过控制回路调节动态过程系统的行为。控制动作主要有两种类型：开环控制和闭环控制。

在开环控制系统中，控制器的“纠正”动作不依赖于过程变量的值。例如，用于打开或关闭加热元件的定时器是开环的，因为定时器将在指定时间将设备切换到“OFF”，而不管其温度如何。

相反，对于闭环控制系统，控制器的动作依赖于来自过程的反馈信号。

控制回路类型

工业中使用的主要控制回路类型包括监控和数据采集（SCADA）系统、工业控制系统（ICS）或分布式控制系统（DCS）。

SCADA是指专为远程过程控制而设计的计算机应用程序。尽管SCADA系统在专有软件上运行，但它们可能具有硬件组件。硬件组件收集有关给定过程的信息，并将其传输到运行相关SCADA软件的计算机。

此类程序将所有事件记录到本地内存文件中，并持续监视系统。当发生异常情况时，它会提醒控制室的工程师，以便他们可以手动解决问题。

工业控制系统ICS是通过有线或无线网络集成硬件和软件设备，以控制关键的工业过程。ICS的显著应用包括电源、电子元件制造和工业物联网。大多数ICS使用具有集成网络安全协议的专有控制软件。

DCS是用于工厂或大型设施的计算机化控制系统：它们由多个控制回路组成，具有分布式专用控制器（而不是中央控制系统）。

DCS用于工业应用，例如石油和天然气提炼厂、供暖通风和空调、食品加工厂、污水处理厂等。与SCADA系统一样，分布式控制系统同时具有软件和硬件组件。

工业传感器是检测物理刺激（如光、热、运动、机械压力）的设备，然后做出相应的响应（例如，通过在屏幕上显示值、启动开关等）。

控制系统利用各种传感器将它们连接到控制设备来调节工业过程。例如，温度传感器可以检测异常的过程温度并启动继电器来关闭可能过热的机器。

在各种利用自动化的行业中，控制系统对于确保动态过程按照前面提到的要求条件进行至关重要：精确、可预测和可重复的状态。