關(guān)于SCADA、DCS與PLC之間的對(duì)比淺析

隨著工業(yè)企業(yè)智能化應(yīng)用水平的提升，越來(lái)越多的人開(kāi)始接觸到各種工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和產(chǎn)品，比較常見(jiàn)的包括SCADA、DCS和PLC。其中，SCADA即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，是工業(yè)控制的核心系統(tǒng)，主要是用于控制分散的資產(chǎn)以便進(jìn)行與控制同樣相同重要的集中數(shù)據(jù)采集。DCS即分布式控制系統(tǒng)，主要是用于在同一地理位置環(huán)境下控制生產(chǎn)過(guò)程的系統(tǒng)。PLC作為重要的控制部件，通常應(yīng)用在SCADA和DCS系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的具體操作與工藝控制，通過(guò)回路控制提供本地的過(guò)程管理。由此可看出：SCADA、DCS是一種系統(tǒng)，而PLC是一種產(chǎn)品，PLC可以構(gòu)成SCADA、DCS。

DCS與SCADA系統(tǒng)比較

DCS和SCADA都是系統(tǒng)級(jí)方案，由許多軟硬件系統(tǒng)組成。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看，兩者都屬于分布式工業(yè)控制系統(tǒng)，具有控制分散、管理集中的特點(diǎn)。且通常具有至少兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，早期SCADA和DCS都采用專(zhuān)用協(xié)議，但目前都基本采用了統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。但除此之外，SCADA與DCS在技術(shù)與應(yīng)用方面存在較大的差別。

1、DCS是一種技術(shù)，SCADA側(cè)重功能與集成。SCADA系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控要求從市場(chǎng)上采購(gòu)各種自動(dòng)化產(chǎn)品而構(gòu)造滿(mǎn)足客戶(hù)要求的系統(tǒng)。正因如此，SCADA的構(gòu)建十分靈活，可選擇的產(chǎn)品和解決方案也很多。有時(shí)候也會(huì)把SCADA系統(tǒng)成為DCS，主要是在這類(lèi)系統(tǒng)也具有控制分散、管理集中的特點(diǎn)。但由于SCADA系統(tǒng)的軟、硬件控制設(shè)備來(lái)自多個(gè)不同的廠(chǎng)家，而不像DCS那樣，主體設(shè)備來(lái)自一家DCS制造商。因此，把SCADA系統(tǒng)稱(chēng)為DCS不恰當(dāng)。

2、DCS具有更加成熟和完善的體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的可靠性等性能更有保障，而SCADA系統(tǒng)是用戶(hù)集成的。因此，其整體性能與用戶(hù)的集成水平緊密相關(guān)，通常要低于DCS。也正因?yàn)镈CS是專(zhuān)用系統(tǒng)，DCS的開(kāi)放性比SCADA差。

3、DCS主要用于控制精度要求高、測(cè)控點(diǎn)集中的流程工業(yè)，如石油、化工、冶金、電站等工業(yè)過(guò)程。SCADA專(zhuān)用用于測(cè)控點(diǎn)分布范圍廣泛的生產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備的監(jiān)控，通常情況下，測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)是無(wú)人或少人值守，如移動(dòng)通信基站、長(zhǎng)距離石油輸送管道的遠(yuǎn)程監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)控等。通常每個(gè)站點(diǎn)的I/O點(diǎn)數(shù)不太多。一般來(lái)說(shuō)，SCADA系統(tǒng)中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制要求低于DCS中被控對(duì)象要求。在有些SCADA應(yīng)用中，只要求進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集而沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)控制要求。

4、市場(chǎng)規(guī)模不同。由于DCS是成套系統(tǒng)，設(shè)備及軟件授權(quán)費(fèi)用較高，如果I/O點(diǎn)數(shù)少于一百個(gè)點(diǎn)，則DCS的單點(diǎn)成本較高。而SCADA系統(tǒng)中采用的控制器，其控制點(diǎn)數(shù)配置更加靈活，可以根據(jù)I/O的點(diǎn)數(shù)選擇相應(yīng)的控制器。因此，對(duì)于基點(diǎn)數(shù)較少的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，選擇SCADA的成本相對(duì)較低。

SCADA、DCS與PLC的比較

1、DCS有上位機(jī)和下位機(jī)，上位機(jī)包括工程師站、操作員站，下位機(jī)包括現(xiàn)場(chǎng)控制站；SCADA系統(tǒng)只有上位機(jī)，包括SCADA服務(wù)器和客戶(hù)機(jī)；而PLC組成的系統(tǒng)實(shí)沒(méi)有上位機(jī)，其主要功能就是現(xiàn)場(chǎng)控制，常選用PLC作為SCADA系統(tǒng)的下位機(jī)設(shè)備。因此，可以把PLC看作SCADA系統(tǒng)的一部分。

2、從系統(tǒng)規(guī)模看，PLC主要優(yōu)勢(shì)是邏輯控制，可以用在控制點(diǎn)數(shù)從幾個(gè)到上萬(wàn)個(gè)點(diǎn)。而DCS、SCADA主要用于規(guī)模較大的連續(xù)過(guò)程控制。但近年以來(lái)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，各種控制系統(tǒng)相互融合和吸收其它系統(tǒng)的功能，DCS的邏輯控制功能和PLC的連續(xù)控制功能都在不斷增強(qiáng)，DCS、SCADA和PLC的功能邊界也在逐漸模糊。

3、總體來(lái)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(duì)廣域的需求，如油田，綿延千里的管線(xiàn)。從應(yīng)用功能將，DCS常常要求高級(jí)的控制算法。如在煉油行業(yè)，PLC對(duì)處理速度要求高，因?yàn)榻?jīng)常用在聯(lián)鎖上，甚至是故障安全系統(tǒng)，SCADA也有一些特殊要求，如振動(dòng)監(jiān)測(cè)，流量計(jì)算，調(diào)峰調(diào)谷等等。

隨著制造企業(yè)加緊推進(jìn)智能化工廠(chǎng)的規(guī)劃、實(shí)施與改造，如何綜合成本和需求來(lái)選擇合適的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)是有著急迫的現(xiàn)實(shí)需求。對(duì)于同一個(gè)工業(yè)控制應(yīng)用場(chǎng)景，可能提出不同的解決方案。個(gè)人認(rèn)為，對(duì)于監(jiān)控點(diǎn)分布較廣的控制過(guò)程，優(yōu)先考慮SCADA系統(tǒng)。對(duì)于較為集中的連續(xù)過(guò)程控制需求，如流程工業(yè)企業(yè)，優(yōu)先考慮DCS系統(tǒng)。而對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程控制則選擇PLC。但在實(shí)際實(shí)施和應(yīng)用過(guò)程中，企業(yè)還是需要充分的評(píng)估需求和成本進(jìn)行靈活的選擇。