PLC、DCS、SCADA系統誰(shuí)與爭鋒

更新時(shí)間：2017-01-05 10:19:17　點(diǎn)擊數：3386

隨著(zhù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，PLC/DCS/SCADA三款控制產(chǎn)品被各大企業(yè)所應用，如何選擇PLC/DCS/SCADA控制系統，成為企業(yè)的關(guān)鍵性問(wèn)題。天拓四方經(jīng)過(guò)十幾年的經(jīng)驗累積，幫助企業(yè)實(shí)現完美的控制系統搭配。下面，就以前得經(jīng)驗跟大家一起分享一下西門(mén)子PLC,DCS,SCADA三者的區別與聯(lián)系。

狹義的說(shuō)，DCS主要用于過(guò)程自動(dòng)化，PLC主要用于工廠(chǎng)自動(dòng)化(生產(chǎn)線(xiàn))，SCADA主要針對廣域的需求，如油田，綿延千里的管線(xiàn)。如果從計算機和網(wǎng)絡(luò )的角度來(lái)說(shuō)，它們是統一的，之所以有區別，主要在應用的需求，DCS常常要求高級的控制算法，如在煉油行業(yè)，PLC對處理速度要求高，因為經(jīng)常用在聯(lián)鎖上，甚至是故障安全系統；SCADA也有一些特殊要求，如振動(dòng)監測、流量計算、調峰調谷等，SCADA是調度管理層，DCS是廠(chǎng)站管理層，PLC是現場(chǎng)設備層。

西門(mén)子PLC，即可編程控制器，適用于工業(yè)現場(chǎng)的測量控制，現場(chǎng)測控功能強，性能穩定，可靠性高，技術(shù)成熟，使用廣泛，價(jià)格合理。

DCS系統，即集散控制系統，屬90年代國際先進(jìn)水平大規模控制系統。它適用于測控點(diǎn)數多、測控精度高、測控速度快的工業(yè)現場(chǎng)，其特點(diǎn)是分散控制和集中監視，具有組網(wǎng)通訊能力、測控功能強、運行可靠、易于擴展、組態(tài)方便、操作維護簡(jiǎn)便，但系統的價(jià)格昂貴。

SCADA系統，即分布式數據采集和監控系統，屬中小規模的測控系統。它集中了PLC系統的現場(chǎng)測控功能強和DCS系統的組網(wǎng)通訊能力的兩大優(yōu)點(diǎn)，性?xún)r(jià)比高。

SCADA、DCS是一種概念，PLC是一種產(chǎn)品，三者不具可比性。

PLC是一種產(chǎn)品，由它可以構成SCADA、DCS。DCS是過(guò)程控制發(fā)展起來(lái)的，PLC是繼電器—邏輯控制系統發(fā)展起來(lái)的，PLC是設備，DCS、SCADA是系統。

DCS與西門(mén)子PLC的區別要點(diǎn)：

1、DCS是一種“分散式控制系統”，而西門(mén)子PLC(可編程控制器) 只是一種控制“裝置”，兩者是“系統”與“裝置”的區別。系統可以實(shí)現任何裝置的功能與協(xié)調，西門(mén)子PLC裝置只實(shí)現本單元所具備的功能。

2、在網(wǎng)絡(luò )方面，DCS網(wǎng)絡(luò )是整個(gè)系統的中樞神經(jīng)，它是安全可靠雙冗余的高速通訊網(wǎng)絡(luò )，系統的拓展性與開(kāi)放性更好。而西門(mén)子PLC因為基本上都為個(gè)體工作，其在與別的西門(mén)子PLC或上位機進(jìn)行通訊時(shí)，所采用的網(wǎng)絡(luò )形式基本都是單網(wǎng)結構，網(wǎng)絡(luò )協(xié)議也經(jīng)常與國際標準不符。在網(wǎng)絡(luò )安全上，西門(mén)子PLC沒(méi)有很好的保護措施。我們采用電源，CPU，網(wǎng)絡(luò )雙冗余。

3、DCS整體考慮方案，操作員站都具備工程師站功能，站與站之間在運行方案程序下裝后是一種緊密聯(lián)合的關(guān)系，任何站、任何功能、任何被控裝置間都是相互連鎖控制，協(xié)調控制；而單用PLC互相連接構成的系統，其站與站（西門(mén)子PLC與西門(mén)子PLC）之間的聯(lián)系則是一種松散連接方式，是做不出協(xié)調控制的功能。

4、DCS在整個(gè)設計上就留有大量的可擴展性接口，外接系統或擴展系統都十分方便，西門(mén)子PLC所搭接的整個(gè)系統完成后，想隨意的增加或減少操作員站都是很難實(shí)現的。

5、DCS安全性：為保證DCS控制的設備的安全可靠，DCS采用了雙冗余的控制單元，當重要控制單元出現故障時(shí)，都會(huì )有相關(guān)的冗余單元實(shí)時(shí)無(wú)擾的切換為工作單元，保證整個(gè)系統的安全可靠。而西門(mén)子PLC所搭接的系統基本沒(méi)有冗余的概念，就更談不上冗余控制策略。特別是當其某個(gè)西門(mén)子PLC單元發(fā)生故障時(shí)，不得不將整個(gè)系統停下來(lái)，才能進(jìn)行更換維護并需重新編程。所以DCS系統要比其安全可靠性上高一個(gè)等級。

6、系統軟件：對各種工藝控制方案更新是DCS的一項最基本的功能，當某個(gè)方案發(fā)生變化后，工程師只需要在工程師站上將更改過(guò)的方案編譯后，執行下裝命令就可以了，下裝過(guò)程是由系統自動(dòng)完成的，不影響原控制方案運行。系統各種控制軟件與算法可以將工藝要求控制對象控制精度提高。而對于PLC構成的系統來(lái)說(shuō)，工作量極其龐大，首先需要確定所要編輯更新的是哪個(gè)PLC，然后要用與之對應的編譯器進(jìn)行程序編譯，最后再用專(zhuān)用的機器（讀寫(xiě)器）專(zhuān)門(mén)一對一的將程序傳送給這個(gè)西門(mén)子PLC，在系統調試期間，大量增加調試時(shí)間和調試成本，而且極其不利于日后的維護。在控制精度上相差甚遠。這就決定了為什么在大中型控制項目中（500點(diǎn)以上），基本不采用全部由西門(mén)子PLC所連接而成的系統的原因。

7、模塊：DCS系統所有I/O模塊都帶有CPU，可以實(shí)現對采集及輸出信號品質(zhì)判斷與標量變換，故障帶電插拔，隨機更換。而PLC模塊只是簡(jiǎn)單電氣轉換單元，沒(méi)有智能芯片，故障后相應單元全部癱瘓。

8、現在高端的西門(mén)子PLC與DCS的功能已經(jīng)差不多，DCS對網(wǎng)絡(luò )和分布式數據庫還要定時(shí)掃描有較強的功能，同時(shí)對運算和模擬量的處理比較拿手。

9、西門(mén)子PLC還分大、中、小、微PLC，其中微型的只賣(mài)幾百塊到2000塊，點(diǎn)數也好少，大型的可以帶數千點(diǎn)，運算能力與DCS差不多，但對多機聯(lián)網(wǎng)功能較弱。現在兩個(gè)技術(shù)平臺都差不多，只是重點(diǎn)不一樣。

其實(shí)DCS和SCADA是概念，應該理解為一種體系結構。
PLC、DCS是由早期不同的產(chǎn)品形態(tài)和應用場(chǎng)合逐步完善演化而來(lái)。可以說(shuō)PLC有制造業(yè)的繼電器演化發(fā)展而來(lái)。DCS是由過(guò)程控制的儀表發(fā)展演化而來(lái)。各自產(chǎn)品有其自己的使用場(chǎng)合和特點(diǎn)，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步、行業(yè)的相互滲透和競爭的激烈。PLC和DCS這兩種產(chǎn)品都在發(fā)展自己優(yōu)勢的同時(shí)向對方的滲透。

應該知道西門(mén)子PLC的邏輯控制功能很強大，而回路控制則是不值一提的[可以看一看型號稍微老一點(diǎn)的PLC，而DCS系統正好相反。這是由于兩種系統的內部處理機制的不同。

看看現在呢？

老牌的PLC廠(chǎng)商均涉及DCS應用領(lǐng)域，如西門(mén)子，其系統不過(guò)是PLC加網(wǎng)絡(luò )加軟件加增強的控制器。DCS廠(chǎng)商如霍尼維爾等其系統也融入了PLC，以增強其邏輯控制功能。

要注意一點(diǎn)：
西門(mén)子PLC是一種控制器；

DCS是一種體系結構是由控制器+IO采集+網(wǎng)絡(luò )+軟件等組成的系統；

SCADA系統是另一個(gè)概念，有另一種應用需求所呈現的系統。顧名思義它是：分布式的數據采集監控系統，它的由來(lái)和應用的產(chǎn)生于前兩者不同，它主要是用于數據采集，如電力的監控系統、輸油管線(xiàn)的監控系統，它的特點(diǎn)是控制點(diǎn)分散，一個(gè)系統可能覆蓋方圓數千公里[如北美的油氣管道監控系統]；通信結構復雜，不是一般控制系統所能比擬的[從光纖到無(wú)線(xiàn)甚至衛星通訊]。它的基本單元是RTU。

要知道產(chǎn)品是不斷發(fā)展的，不同的產(chǎn)品之間有競爭，就是要不斷的在發(fā)揮自己優(yōu)勢的同時(shí)學(xué)習別人的長(cháng)處，這就是整合。

SCADA的重點(diǎn)是在監視、控制，可以實(shí)現部分邏輯功能，基本用于上位；
PLC單純的實(shí)現邏輯功能和控制，不提供人機界面，實(shí)現操作需借助與按鈕指示燈、HMI以及SCADA系統；
DCS兼具二者功能，但是基本上用在比較大的系統中和一些控制要求高的系統中，價(jià)格上也要昂貴一些。

三者互相滲透，在一些生產(chǎn)企業(yè)會(huì )包含3種系統，SCADA作為生產(chǎn)管理級上位監控，DCS實(shí)現復雜控制，而西門(mén)子PLC實(shí)現單機及簡(jiǎn)單控制。但是隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，有一些廠(chǎng)家的PLC也可以實(shí)現很復雜精確的控制，漸漸占領(lǐng)了DCS的市場(chǎng)……

PLC/SCADA/DCS，它們之間在控制功能上能夠實(shí)現交叉，也是在本系統控制基礎上，去開(kāi)發(fā)另一方的優(yōu)點(diǎn)為己所用。