随着工业企业智能化应用水平的提升,越来越多的人开始接触到各种工业自动化系统和产品,比较常见的包括 SCADADCSPLC。其中,SCADA 即数据采集与监控系统,是工业控制的核心系统,主要是用于控制分散的资产以便进行与控制同样相同重要的集中数据采集。DCS 即分布式控制系统,主要是用于在同一地理位置环境下控制生产过程的系统。PLC 作为重要的控制部件,通常应用在 SCADA 和 DCS 系统中,用于实现工业设备的具体操作与工艺控制,通过回路控制提供本地的过程管理。由此可看出:SCADA、DCS 是一种系统,而 PLC 是一种产品,PLC 可以构成 SCADA、DCS。

 

 

DCS 与 SCADA 系统比较

DCS 和 SCADA 都是系统级方案,由许多软硬件系统组成。从系统结构看,两者都属于分布式工业控制系统,具有控制分散、管理集中的特点。且通常具有至少两层网络结构,早期 SCADA 和 DCS 都采用专用协议,但目前都基本采用了统一的国际标准。但除此之外,SCADA 与 DCS 在技术与应用方面存在较大的差别。

 

1、DCS 是一种技术,SCADA 侧重功能与集成。SCADA 系统根据生产过程监控要求从市场上采购各种自动化产品而构造满足客户要求的系统。正因如此,SCADA 的构建十分灵活,可选择的产品和解决方案也很多。有时候也会把 SCADA 系统成为 DCS,主要是在这类系统也具有控制分散、管理集中的特点。但由于 SCADA 系统的软、硬件控制设备来自多个不同的厂家,而不像 DCS 那样,主体设备来自一家 DCS 制造商。因此,把 SCADA 系统称为 DCS 不恰当。

 

2、DCS 具有更加成熟和完善的体系结构,系统的可靠性等性能更有保障,而 SCADA 系统是用户集成的。因此,其整体性能与用户的集成水平紧密相关,通常要低于 DCS。也正因为 DCS 是专用系统,DCS 的开放性比 SCADA 差。

 

3、DCS 主要用于控制精度要求高、测控点集中的流程工业,如石油、化工、冶金、电站等工业过程。SCADA 专用用于测控点分布范围广泛的生产过程或设备的监控,通常情况下,测控现场是无人或少人值守,如移动通信基站、长距离石油输送管道的远程监控、环保监控等。通常每个站点的 I/O 点数不太多。一般来说,SCADA 系统中对现场设备的控制要求低于 DCS 中被控对象要求。在有些 SCADA 应用中,只要求进行远程数据采集而没有现场控制要求。

 

4、市场规模不同。由于 DCS 是成套系统,设备及软件授权费用较高,如果 I/O 点数少于一百个点,则 DCS 的单点成本较高。而 SCADA 系统中采用的控制器,其控制点数配置更加灵活,可以根据 I/O 的点数选择相应的控制器。因此,对于基点数较少的系统来说,选择 SCADA 的成本相对较低。

 

SCADA、DCS 与 PLC 的比较

1、DCS 有上位机和下位机,上位机包括工程师站、操作员站,下位机包括现场控制站;SCADA 系统只有上位机,包括 SCADA 服务器和客户机;而 PLC 组成的系统实没有上位机,其主要功能就是现场控制,常选用 PLC 作为 SCADA 系统的下位机设备。因此,可以把 PLC 看作 SCADA 系统的一部分。

 

2、从系统规模看,PLC 主要优势是逻辑控制,可以用在控制点数从几个到上万个点。而 DCS、SCADA 主要用于规模较大的连续过程控制。但近年以来,随着技术的不断发展,各种控制系统相互融合和吸收其它系统的功能,DCS 的逻辑控制功能和 PLC 的连续控制功能都在不断增强,DCS、SCADA 和 PLC 的功能边界也在逐渐模糊。

 

3、总体来说,DCS 主要用于过程自动化,PLC 主要用于工厂自动化(生产线),SCADA 主要针对广域的需求,如油田,绵延千里的管线。从应用功能将,DCS 常常要求高级的控制算法。如在炼油行业,PLC 对处理速度要求高,因为经常用在联锁上,甚至是故障安全系统,SCADA 也有一些特殊要求,如振动监测,流量计算,调峰调谷等等。

 

随着制造企业加紧推进智能化工厂的规划、实施与改造,如何综合成本和需求来选择合适的工业自动化控制系统是有着急迫的现实需求。对于同一个工业控制应用场景,可能提出不同的解决方案。个人认为,对于监控点分布较广的控制过程,优先考虑 SCADA 系统。对于较为集中的连续过程控制需求,如流程工业企业,优先考虑 DCS 系统。而对于现场的过程控制则选择 PLC。但在实际实施和应用过程中,企业还是需要充分的评估需求和成本进行灵活的选择。