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工业控制系统架构是将自动化工厂中各个生产流程和独立控制系统通过多种通信设备组织起来形成的一个完整的控制网络架构。这一架构包括监控管理节点（包括上位机、MES、WMS、EAP等）、各种类型的控制器（包括PLC、单片机、运动控制器、仪表设备等）、通信网络（包括以太网、串口、无线、蓝牙等）、通信协议（包括Profinet、EtherCAT、Modbus RTU、Modbus TCP、S7、MC及自定义协议等）。
如图1-1所示，一个典型的工业控制系统架构由以下几个关键层次组成。
图1-1 一个典型的工业控制系统架构
第1层现场设备层：这一层主要包括现场执行采集设备，如采集模拟量信号（如压力、流量、温度、湿度等）需要的传感器或变送器、数字量信号采集装置（如开关、按钮）、现场驱动装置（如电机、阀门）及与运动控制相关的驱动器电机等。
第2层现场控制层：包括可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）、运动控制器和机器人控制器等。这些控制器接收并处理来自现场设备层的数据，实现对设备和执行器的监视与控制，确保生产过程的稳定性和效率。
第3层过程监控层：数据采集与监视控制（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）系统是基于计算机的系统，用于实时监视和控制生产过程。它提供了可视化界面，帮助操作员监控设备状态、收集生产数据，并进行必要的调度和控制。
第4层生产管理层：制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）连接了上层的计划管理系统与工业控制系统，是面向车间的管理信息系统。MES包括生产计划与调度、物料管理、库存管理、工艺控制、质量管理、安全环保（HSE）、设备管理、能源管理、成本管理和绩效管理等功能，有效提升生产效率和管理水平。
第5层企业决策层：企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP）是基于信息技术的管理平台，为企业决策层提供决策支持和运行手段。ERP整合了企业的各个部门和功能，包括供应链管理、财务管理、人力资源管理等，帮助企业实现资源优化和整体运营效率的提升。
这些层次之间通过标准化的通信协议和网络连接紧密协作，构建了一个完整的工业控制系统，支持制造业在自动化和数字化转型中的各个环节与需求。