隨著工業(yè)企業(yè)智能化應(yīng)用水平的提升,越來越多的人開始接觸到各種工業(yè)自動化系統(tǒng)和產(chǎn)品,比較常見的包括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,用于實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的具體操作與工藝控制,通過回路控制提供本地的過程管理。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。
SCADA、DCS與PLC之間的比較
DCS與SCADA系統(tǒng)比較
DCS和SCADA都是系統(tǒng)級方案,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。且通常具有至少兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),早期SCADA和DCS都采用專用協(xié)議,但目前都基本采用了統(tǒng)一的國際標(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)過程監(jiān)控要求從市場上采購各種自動化產(chǎn)品而構(gòu)造滿足客戶要求的系統(tǒng)。正因如此,SCADA的構(gòu)建很靈活,可選擇的產(chǎn)品和解決方案也很多。有時候也會把SCADA系統(tǒng)成為DCS,主要是在這類系統(tǒng)也具有控制分散、管理集中的特點。但由于SCADA系統(tǒng)的軟、硬件控制設(shè)備來自多個不同的廠家,而不像DCS那樣,主體設(shè)備來自一家DCS制造商。因此,把SCADA系統(tǒng)稱為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)是用戶集成的。因此,其整體性能與用戶的集成水平緊密相關(guān),通常要低于DCS。也正因為DCS是專用系統(tǒng),DCS的開放性比SCADA差。
3、DCS主要用于控制精度要求高、測控點集中的流程工業(yè),如石油、化工、冶金、電站等工業(yè)過程。SCADA專用用于測控點分布范圍廣泛的生產(chǎn)過程或設(shè)備的監(jiān)控,通常情況下,測控現(xiàn)場是無人或少人值守,如移動通信基站、長距離石油輸送管道的遠(yuǎn)程監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)控等。通常每個站點的I/O點數(shù)不太多。一般來說,SCADA系統(tǒng)中對現(xiàn)場設(shè)備的控制要求低于DCS中被控對象要求。在有些SCADA應(yīng)用中,只要求進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集而沒有現(xiàn)場控制要求。
4、市場規(guī)模不同。由于DCS是成套系統(tǒng),設(shè)備及軟件授權(quán)費用較高,如果I/O點數(shù)少于一百個點,則DCS的單點成本較高。而SCADA系統(tǒng)中采用的控制器,其控制點數(shù)配置更加靈活,可以根據(jù)I/O的點數(shù)選擇相應(yīng)的控制器。因此,對于基點數(shù)較少的系統(tǒng)來說,選擇SCADA的成本相對較低。
SCADA、DCS與PLC的比較
1、DCS有上位機和下位機,上位機包括工程師站、操作員站,下位機包括現(xiàn)場控制站;SCADA系統(tǒng)只有上位機,包括SCADA服務(wù)器和客戶機;而PLC組成的系統(tǒng)實沒有上位機,其主要功能就是現(xiàn)場控制,常選用PLC作為SCADA系統(tǒng)的下位機設(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)??矗琍LC主要優(yōu)勢是邏輯控制,可以用在控制點數(shù)從幾個到上萬個點。而DCS、SCADA主要用于規(guī)模較大的連續(xù)過程控制。但近年以來,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,DCS、SCADA和PLC的功能邊界也在逐漸模糊。
3、總體來說,DCS主要用于過程自動化,PLC主要用于工廠自動化(生產(chǎn)線),SCADA 主要針對廣域的需求,如油田,綿延千里的管線。從應(yīng)用功能將,DCS常常要求高的控制算法。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(tǒng),SCADA也有一些特殊要求,如振動監(jiān)測,流量計算,調(diào)峰調(diào)谷等等。
隨著制造企業(yè)加緊推進智能化工廠的規(guī)劃、實施與改造,如何綜合成本和需求來選擇合適的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是有著急迫的現(xiàn)實需求。對于同一個工業(yè)控制應(yīng)用場景,可能提出不同的解決方案。個人認(rèn)為,對于監(jiān)控點分布較廣的控制過程,優(yōu)先考慮SCADA系統(tǒng)。對于較為集中的連續(xù)過程控制需求,如流程工業(yè)企業(yè),優(yōu)先考慮DCS系統(tǒng)。而對于現(xiàn)場的過程控制則選擇PLC。但在實際實施和應(yīng)用過程中,企業(yè)還是需要充分的評估需求和成本進行靈活的選擇。