PLC、DCS、SCADA系統誰與爭鋒

更新時間：2017-01-05 10:19:17　點擊數：3333

隨著工業互聯網的飛速發展，PLC/DCS/SCADA三款控制產品被各大企業所應用，如何選擇PLC/DCS/SCADA控制系統，成為企業的關鍵性問題。天拓四方經過十幾年的經驗累積，幫助企業實現完美的控制系統搭配。下面，就以前得經驗跟大家一起分享一下西門子PLC,DCS,SCADA三者的區別與聯系。

狹義的說，DCS主要用于過程自動化，PLC主要用于工廠自動化(生產線)，SCADA主要針對廣域的需求，如油田，綿延千里的管線。如果從計算機和網絡的角度來說，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，PLC對處理速度要求高，因為經常用在聯鎖上，甚至是故障安全系統；SCADA也有一些特殊要求，如振動監測、流量計算、調峰調谷等，SCADA是調度管理層，DCS是廠站管理層，PLC是現場設備層。

西門子PLC，即可編程控制器，適用于工業現場的測量控制，現場測控功能強，性能穩定，可靠性高，技術成熟，使用廣泛，價格合理。

DCS系統，即集散控制系統，屬90年代國際先進水平大規模控制系統。它適用于測控點數多、測控精度高、測控速度快的工業現場，其特點是分散控制和集中監視，具有組網通訊能力、測控功能強、運行可靠、易于擴展、組態方便、操作維護簡便，但系統的價格昂貴。

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系統的現場測控功能強和DCS系統的組網通訊能力的兩大優點，性價比高。

SCADA、DCS是一種概念，PLC是一種產品，三者不具可比性。

PLC是一種產品，由它可以構成SCADA、DCS。DCS是過程控制發展起來的，PLC是繼電器—邏輯控制系統發展起來的，PLC是設備，DCS、SCADA是系統。

DCS與西門子PLC的區別要點：

1、DCS是一種“分散式控制系統”，而西門子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。系統可以實現任何裝置的功能與協調，西門子PLC裝置只實現本單元所具備的功能。

2、在網絡方面，DCS網絡是整個系統的中樞神經，它是安全可靠雙冗余的高速通訊網絡，系統的拓展性與開放性更好。而西門子PLC因為基本上都為個體工作，其在與別的西門子PLC或上位機進行通訊時，所采用的網絡形式基本都是單網結構，網絡協議也經常與國際標準不符。在網絡安全上，西門子PLC沒有很好的保護措施。我們采用電源，CPU，網絡雙冗余。

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合的關系，任何站、任何功能、任何被控裝置間都是相互連鎖控制，協調控制；而單用PLC互相連接構成的系統，其站與站（西門子PLC與西門子PLC）之間的聯系則是一種松散連接方式，是做不出協調控制的功能。

4、DCS在整個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，西門子PLC所搭接的整個系統完成后，想隨意的增加或減少操作員站都是很難實現的。

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，都會有相關的冗余單元實時無擾的切換為工作單元，保證整個系統的安全可靠。而西門子PLC所搭接的系統基本沒有冗余的概念，就更談不上冗余控制策略。特別是當其某個西門子PLC單元發生故障時，不得不將整個系統停下來，才能進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，當某個方案發生變化后，工程師只需要在工程師站上將更改過的方案編譯后，執行下裝命令就可以了，下裝過程是由系統自動完成的，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構成的系統來說，工作量極其龐大，首先需要確定所要編輯更新的是哪個PLC，然后要用與之對應的編譯器進行程序編譯，最后再用專用的機器（讀寫器）專門一對一的將程序傳送給這個西門子PLC，在系統調試期間，大量增加調試時間和調試成本，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點以上），基本不采用全部由西門子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，可以實現對采集及輸出信號品質判斷與標量變換，故障帶電插拔，隨機更換。而PLC模塊只是簡單電氣轉換單元，沒有智能芯片，故障后相應單元全部癱瘓。

8、現在高端的西門子PLC與DCS的功能已經差不多，DCS對網絡和分布式數據庫還要定時掃描有較強的功能，同時對運算和模擬量的處理比較拿手。

9、西門子PLC還分大、中、小、微PLC，其中微型的只賣幾百塊到2000塊，點數也好少，大型的可以帶數千點，運算能力與DCS差不多，但對多機聯網功能較弱。現在兩個技術平臺都差不多，只是重點不一樣。

其實DCS和SCADA是概念，應該理解為一種體系結構。
PLC、DCS是由早期不同的產品形態和應用場合逐步完善演化而來。可以說PLC有制造業的繼電器演化發展而來。DCS是由過程控制的儀表發展演化而來。各自產品有其自己的使用場合和特點，隨著技術的進步、行業的相互滲透和競爭的激烈。PLC和DCS這兩種產品都在發展自己優勢的同時向對方的滲透。

應該知道西門子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廠商均涉及DCS應用領域，如西門子，其系統不過是PLC加網絡加軟件加增強的控制器。DCS廠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：
西門子PLC是一種控制器；

DCS是一種體系結構是由控制器+IO采集+網絡+軟件等組成的系統；

SCADA系統是另一個概念，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，它的由來和應用的產生于前兩者不同，它主要是用于數據采集，如電力的監控系統、輸油管線的監控系統，它的特點是控制點分散，一個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[從光纖到無線甚至衛星通訊]。它的基本單元是RTU。

要知道產品是不斷發展的，不同的產品之間有競爭，就是要不斷的在發揮自己優勢的同時學習別人的長處，這就是整合。

SCADA的重點是在監視、控制，可以實現部分邏輯功能，基本用于上位；
PLC單純的實現邏輯功能和控制，不提供人機界面，實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，價格上也要昂貴一些。

三者互相滲透，在一些生產企業會包含3種系統，SCADA作為生產管理級上位監控，DCS實現復雜控制，而西門子PLC實現單機及簡單控制。但是隨著技術的發展，有一些廠家的PLC也可以實現很復雜精確的控制，漸漸占領了DCS的市場……

PLC/SCADA/DCS，它們之間在控制功能上能夠實現交叉，也是在本系統控制基礎上，去開發另一方的優點為己所用。