6、工业测量与执行器链详解

工业测量与执行器链详解

1. 工业设备层级与数据流动概述

在工业环境中，各设备层级的划分并非绝对清晰。不同层级的设备功能和部署范围会因技术发展而有所变化。以下是一些常见设备在不同层级的情况：
- 传感器和执行器 ：传统上位于第1层，交换信息少。如今智能传感器具备处理和计算能力，可提供更多信息。
- 可编程逻辑控制器（PLC） ：一般在第2层，但强大的PLC可用于第3层，充当控制协调器和数据收集器，微PLC可用于第1层和第2层之间控制工作单元或驱动机器人等设备。
- 数据采集与监控系统（SCADA） ：位于第3层，第2层也可设置本地人机界面（HMI）监督本地工作单元。SCADA系统功能不断发展，涵盖了传统第4层制造执行系统（MES）的部分任务。
- 历史数据记录器 ：通常在第3层，但常将时间序列数据推送到第4层的大型副本数据库。

网络安全方面，除了工厂与暴露于互联网边缘之间的通用防火墙外，该架构未详细涉及网络安全内容。

工业物联网（IIoT）数据流动图展示了作为数据源的设备，以及数据和信息在设备及计算机集成制造（CIM）金字塔各层之间传输的网络通道和协议，直至数据到达边缘并传输到云端。

2. 测量与执行器链基础概念

在控制系统中，测量和作用于过程变量的设备至关重要。控制器结合输入的参考值和这些设备测量的值来生成控制信号。相关概念如下：
- 设定点（SP） ：特定过程变量的参考值和期望目标值。