1 konpozan nan sistèm kontwòl la
Konpozan yo nan yon sistèm kontwòl endistriyèl ICS ka lajman divize an de kategori depann de kote yo ye: aparèy sant kontwòl ak aparèy sit aleka. Aparèy sant kontwòl yo sitiye nan sant la kontwòl sistèm epi yo enkli koòdone nan machin imen (HMI), estasyon enjenyè, ak serveurs istwa (istoryen). Aparèy sit Remote yo se aparèy ki abite nan sit la pwodiksyon ak yo dirèkteman ki konekte nan actionneurs ak detèktè ki gen prensipal fonksyon se sipèvize ak kontwole pwosesis fizik la. Malgre ke aparèy sit pa anjeneral kominike dirèkteman ak moun yo, yo gen plis chans yo dwe atake ak konpwomèt paske sit pwodiksyon yo anjeneral mwens sekirite pase sant kontwòl.
1.1 Ekipman Sant Kontwòl
Entèfas machin imen HMIS (pafwa yo rele SCADA sistèm) yo se sistèm ki pèmèt operatè yo kontwole ak kontwòl pwosesis. HMIS HMIS yo anjeneral aplikasyon lojisyèl pi bon kouri sou yon òdinatè jeneral-bi, tipikman kouri nan fanmi yo Microsoft Windows nan anviwònman sistèm opere. Komen HMIs nan endistri gen ladan Wonderware, Wincc Siemens ', RSView Rockwell a, ak Areva E-Terra, ak Kinseal tou ke yo te yon bon chwa.
Istwa istoryen sèvè se yon sèvè baz done ki anrejistre istwa a nan eta a nan yon sistèm kontwòl pwosesis. Nan kèk ka, si istoryen se pwisan ase, li kapab tou itilize kòm yon HMI pou sistèm nan kontwòl. Istoryen tipikman kouri sou pi gwo sistèm operasyon ak aparèy kenkayri komen, epi li se nòmalman reflete sou rezo a antrepriz.
1.2 aparèy sit aleka
Aparèy sit Remote gen ladan PLCs, inite tèminal aleka RTUs, entelijan aparèy elektwonik IEDs, ak rle elektwonik. Malgre ke fonksyon yo nan aparèy sa yo varye anpil, yo ka apeprè gwoupe ansanm ki baze sou kote yo ak resanblans. Genyen tou resanblans nan achitekti pyès ki nan konpitè yo itilize nan aparèy sa yo, ki jeneralman bay analòg oswa dijital opinyon/pwodiksyon (I/O) ak fonksyon kontwòl. Yo li done ki sòti dirèkteman nan detèktè epi voye kòmandman opere nan actionneurs, ak nan kèk ka yo, yo yo ki konekte nan lòt aparèy jaden.
Yon diskisyon senplifye sou aparèy yo bay nan atik sa a. An reyalite, chak nan aparèy sa yo mansyone pi wo a (PLCS, RTUs, IEDs, ak rle elektwonik) fè yon sèten sou nan fonksyon nan modèl la sistèm kontwòl objè relasyon (ORM). Pou egzanp, RTUs, ki se anjeneral fonksyon an nan sistèm SCADA ki bay jaden I/O kontwòl sèlman, fè echantiyon atravè jaden I/O detèktè, ak endividyèlman, RTUs pral jenere deklanchman pou actionneurs. Relè elektwonik ap toujou fè fonksyon yo pran echantiyon ak deklanche. RTU a pral jenere estati done pwen jaden, ak nan kèk ka pral pwosesis lòd done pwen jaden. Relè pral jenere estati done pwen jaden, men yo gen mwens chans okipe kòmande done jaden pwens.RTUs jeneralman yo pa gen fonksyonalite kontwòl lokal yo, men rle fè sa ki fonksyonalite. Anplis de kominike ak detèktè, actionneurs, ak pi wo fonksyon kontwòl nivo, PLCs gen enpòtan fonksyon kontwòl lokal yo. Fonksyon sa yo ka sanble menm jan an, men gen diferans enpòtan nan ORMS yo.
2 achitekti sistèm kontwòl tipik
Figi 1 montre yon achitekti sistèm kontwòl tipik. Nan li, yon komen PC komèsyal kouri yon HMI kominike ak aparèy jaden tankou PLC atravè pwotokòl rezo estanda (egzanp Ethernet). Estasyon an enjenyè ak baz done istwa yo tou tipikman òdinè PC komèsyal oswa serveurs ki kominike avèk aparèy yo jaden atravè pwotokòl rezo estanda. Aparèy jaden konekte ak lòt aparèy jaden lè l sèvi avèk Ethernet ki baze sou pwotokòl kontwòl endistriyèl tankou Fieldbus. Gen kèk aparèy jaden ki konekte nan aparèy entelijan lè l sèvi avèk estanda pwotokòl kominikasyon otobis seri tankou RS232 oswa RS485, ak kèk aparèy jaden konekte dirèkteman nan detèktè, mwen o aparèy, ak aparèy machin.
3 Pwogramasyon lojik kontwolè PLC
Yon PLC se yon aparèy jaden ki ka konekte dirèkteman nan detèktè ak actionneurs oswa lòt aparèy jaden.plcs yo kontwole lokalman nan pwogram lojik (jeneralman nan yon fòma defini dapre IEC a 61131-3 estanda), epi yo kapab resevwa kòmandman kontwòl ak demann OR OR OR OR ORME nan OR OR. Esansyèlman itilize menm konpozan yo kache. Kalite esansyèlman itilize menm konpozan kache yo.
3.1 Pwogramasyon PLC
PLCs ka pwograme lè l sèvi avèk youn nan lang yo ki nan lis nan IEC 61131-3:
Dyagram nechèl (LD), grafik
Dyagram blòk fonksyon (FBD), grafik
Tèks estriktire (ST), tèksyèl
Lis enstriksyon (IL), tèksyèl
Tablo fonksyon sekans (SFC), grafik
PLC a opere nan sik siklik yo rele "analiz", ki konpoze de entrain, ekzekisyon lojik ak rezilta.
3.2 Jeneral Modular PLC Achitèk
PLC modilè yo konpoze de modil endividyèl ki konekte ak yon backplane. Yon PLC ki pa modilè entegre tout konpozan nan yon tablo sèl.
3.3 PLC Modil Entèaksyon
Nan achitekti PLC jeneral-bi yo montre nan Figi 2, chak modil gen yon plas fizik epi li se asiyen yon seri de adrès backplane. Entèfas anrejistre ak memwa tanpon yo ekspoze nan seri a nan adrès backplane. Mesaj yo voye ak resevwa pa modil lekti ak ekri nan anrejistre oswa lòt tanpon modil.
3.4 Modil processeur
Modil la processeur se kè a nan PLC la. Li aplike kowòdinasyon ant modil epi pafwa yo itilize kòm yon arbiter backplane. Modil la processeur konfigirasyon lòt modil nan pouvwa-up si yo pa magazen konfigirasyon pwòp yo.
Modil la processeur entèprete ak ègzekutra lojik nechèl, li valè soti nan modil la kominikasyon oswa I/O modil, kenbe eta a operasyonèl, kouri "eskane" sik nan lojik la nechèl ak ekri valè pwodiksyon nan modil la kominikasyon oswa I/O modil.
3.5 Modil Kominikasyon
Modil yo kominikasyon pran pwotokòl la kominikasyon ki gen rapò kòd soti nan modil la processeur. Yo pran done yo entèraksyon pwotokòl tan-sansib soti nan modil la processeur, asire ke modil la processeur se nan pwòp li yo tan-sansib bouk kontwòl. Paske gen kèk pwotokòl sistèm kontwòl yo trè konplèks, modil la kominikasyon ka gen gwo pouvwa pwosesis, se konsa modil la kominikasyon ka kòm konplèks kòm modil la processeur.
3.6 I/O modil
I/O modil konvèti siyal ant vòltaj ki ba (3.3 vòlt oswa 5 vòlt), ki ba aktyèl (milliampere nivo) kontwòl lojik ak vòltaj segondè (24 vòlt oswa plis), segondè aktyèl (ampere nivo) kontwòl pwosesis. Analog I/O modil gen analòg-a-dijital konvètisè (ADCs) ak dijital-a-analog convertisseurs (DACs). Modil sa yo gen lojik relativman senp ak relativman ti pyès ki nan konpitè entèlijan, ak travay sèlman yo se konvèti ant analòg ak siyal dijital.
3.7 Processeurs Objektif Jeneral
Gen twa kalite achitekti processeur pi souvan yo te jwenn nan PLCs:
ARM ARCHITECTURE (7 oswa 9 SERI)
Motorola/Freescale 68000 Achitèk Seri
Achitekti pouvwa IBM la
Achitekti ARM te fèt pa ARM, yon konpayi ki baze nan UK a ki gen plis pase 1,700 anplwaye.Mar pa fabrike bato, men pito desen ak lisans pwopriyete entelektyèl la (IP) pou yo. (1) Achitekti ARM lajman itilize nan sistèm ak aparèy entegre, epi li gen yon pati patikilyèman gwo nan elektwonik konsomatè yo, tankou telefòn selilè ak asistan dijital pèsonèl (PDAs), ak yon pati nan mache nan plis pase 90%. (2) processeurs bra ka kouri nan gwo-endyen oswa ti kras-endyen mòd, epi yo ka tou itilize bra a (32- ti jan) ak gwo pous (16- ti jan) ansèyman sets.Arm processeurs yo souvan yon pati nan Customized sistèm-sou-bato (SOCs).
Motorola (kounye a Freescale) 68000 seri a se yon mikro {{{}} ti jan konplèks (CISC) mikro. Li se lajman ki itilize nan sistèm entegre. Li te pi byen vann nan mond lan 32- processeur achitekti ti jan nan 2000, ak seri a 68000 se gwo-endyen.
Achitekti pouvwa a gen ladan PowerPC, yon achitekti mikroproseseur redwi (RISC) aplike pa IBM, Freescale, AMCC, Tundra, ak PA semi, nan mitan lòt moun. Achitekti pouvwa a itilize gwo sekans byte.
3.8 Layout memwa
PLCs tipikman itilize ki pa temèt depo memwa flash nan magazen processeur modil firmwèr ak nechèl pwogram lojik (oswa lòt IEC 61131-3 lang). Se adrès la nan memwa a flash trase nan espas ki la adrès nan processeur a, menm jan se anrejistre yo kontwòl nan lòt aparèy sou-tablo.RAM yo itilize nan magazen estati kouri-tan.
3.9 Sistèm operasyon entegre
Anpil sistèm operasyon entegre yo tou an tan reyèl sistèm operasyon (RTOs). Pou yo kapab konsidere kòm yon RTOs, sistèm nan fonksyone yo dwe "deterministically reta, oswa garanti yon pi move-ka entèwonp reta oswa kontèks switch tan".
PLCs souvan itilize komèsyal RTOS en tankou VXWORKS, Windows CE, oswa QNX, men li ka tou itilize koutim "nan-kay" sistèm opere. Malgre ke pa ankò komen, kèk manifaktirè yo te kòmanse lè l sèvi avèk Linux ki baze sou sistèm opere sou PLCs.