PLC、DCS、SCAD系統(tǒng)比較

現(xiàn)在工業(yè)控制中好多人對(duì)PLC、DCS、SCADA系統(tǒng)的概念比較混淆，搞不清楚，今天帶大家了解一下這幾個(gè)系統(tǒng)和概念。

PLC – Controller

DCS – Controller + Network + Software + I/OAcquisition

SCADA–Data collection + System monitoring +Network + Software

一、PLC控制系統(tǒng)

PLC也就是我們通常說的可編程邏輯控制器，最初由代替電氣控制的二次回路：繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器等演變而來，可編程邏輯控制器是一種數(shù)字操作的設(shè)備，它具有一個(gè)可編程存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)指令和執(zhí)行指定的功能。

PLC將做邏輯、算術(shù)、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和排序功能，來控制工業(yè)過程中的各種機(jī)器。我們可以使用PLC來實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程的自動(dòng)化，比如控制工廠裝配線上的工業(yè)機(jī)械。利用PLC可以提高操作的精度和速度。因此，PLC將從限位開關(guān)、接近傳感器、壓力傳感器等設(shè)備中獲取輸入。

PLC中的邏輯信號(hào)和現(xiàn)場的高、低電平信號(hào)的轉(zhuǎn)換將由I/O模塊完成，它也將進(jìn)行信號(hào)隔離。PLC系統(tǒng)的活動(dòng)將由處理器智能運(yùn)行，根據(jù)PLC內(nèi)部的程序執(zhí)行，同時(shí)它也將控制工藝設(shè)備。PLC將檢查輸入設(shè)備，然后執(zhí)行程序，之后它將通電或關(guān)閉連接到它的輸出設(shè)備。

PLC控制系統(tǒng)優(yōu)勢：

?可靠性

?編程靈活性

?高運(yùn)行速度

?快速響應(yīng)時(shí)間

?簡單的故障排除

?低成本

PLC控制系統(tǒng)缺點(diǎn)：

?對(duì)編程人員要求高

應(yīng)用場景：

?食品加工

?材料處理

?機(jī)床

?輸送機(jī)系統(tǒng)

?機(jī)器人的制造與控制

二、DCS系統(tǒng)

在一個(gè)DCS系統(tǒng)中，整個(gè)過程將被劃分為一定數(shù)量的子系統(tǒng)。每個(gè)子系統(tǒng)都將由它自己的控制器來控制。因此，我們可以將DCS描述為一個(gè)由一定數(shù)量控制器組成的大的過程控制，每個(gè)控制器都控制自己的子系統(tǒng)。該系統(tǒng)將把工廠劃分為不同的區(qū)域，并為工廠的每個(gè)區(qū)域分配單獨(dú)的控制器。整個(gè)DCS系統(tǒng)將通過通信總線連接成為獨(dú)立的控制系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)將被連接到一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)上，以進(jìn)行通信和監(jiān)控。DCS系統(tǒng)中所有控制器將通過網(wǎng)絡(luò)連接起來進(jìn)行通信。

DCS將從現(xiàn)場設(shè)備中收集數(shù)據(jù)，并檢查這些數(shù)據(jù)，然后它將利用這些數(shù)據(jù)來控制指定的過程。因此，根據(jù)從現(xiàn)場設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)，以及從工廠的另一部分收集到的數(shù)據(jù)，將被用來控制這個(gè)過程?，F(xiàn)場裝置將過程、信號(hào)傳輸?shù)浆F(xiàn)場接線盒，通過主接線盒到達(dá)編組柜。該信號(hào)將通過封送機(jī)柜傳輸?shù)紻CS面板。然后，根據(jù)接收到的信號(hào)，適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)將由DCS面板傳輸?shù)阶罱K的控制元件。

DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能：

?控制

?數(shù)據(jù)采集

?報(bào)警

?日志記錄和報(bào)告生成

?歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

?系統(tǒng)診斷和安全

DCS系統(tǒng)的優(yōu)勢：

?單獨(dú)的控制器用于控制，不同的過程，由于一個(gè)控制站的故障不會(huì)影 響整個(gè)工廠

?冗余

?可以從數(shù)據(jù)高速公路上訪問大量的當(dāng)前信息

?可以監(jiān)控過去的流程狀況趨勢

?減少系統(tǒng)過載

?可靠性

?速度好

?進(jìn)程信息可以由用戶以不同的格式進(jìn)行可視化

DCS系統(tǒng)的缺點(diǎn)：

?昂貴

?需要定期維護(hù)

?如果保護(hù)不當(dāng)，更容易受到網(wǎng)絡(luò)安全威脅

DCS系統(tǒng)應(yīng)用行業(yè)：

電廠

石油天然氣行業(yè)

化學(xué)工業(yè)

水處理系統(tǒng)

制藥制造

三、SCADA系統(tǒng)

SCADA是英文Supervisory ControlAnd Data Acquisition首字母的縮寫，即“數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)”。因此，SCADA系統(tǒng)通過雙向通信信道來監(jiān)控遠(yuǎn)程現(xiàn)場與控制中心之間的通信。所以嚴(yán)格意義上不能被稱為一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，SCADA是一種定位在被集成的硬件之上的軟件。SCADA將允許操作員監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上，操作員可以控制該過程，操作員也可以從單個(gè)中央控制室查看所有工藝參數(shù)。

SCADA系統(tǒng)主要功能

數(shù)據(jù)采集

它將向操作員顯示狀態(tài)信息和測量數(shù)據(jù)

控制

操作員可以根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)來控制設(shè)備

數(shù)據(jù)處理

它將檢查數(shù)據(jù)的質(zhì)量和完整性

標(biāo)注

識(shí)別特定的實(shí)驗(yàn)對(duì)象或設(shè)備，以防止它們進(jìn)行未經(jīng)授權(quán)的操作

報(bào)警器

在非計(jì)劃操作或不需要的操作情況下，操作員會(huì)發(fā)出警報(bào)

日志記錄

所有的操作員項(xiàng)、警報(bào)、選定的項(xiàng)都將被記錄下來

趨勢分析

它將在選定的量表上繪制測量值，以提供諸如一分鐘、一小時(shí)等趨勢的信息。

歷史報(bào)告

這將保存和分析歷史數(shù)據(jù)，這對(duì)控制未來的過程很有用。

SCADA系統(tǒng)優(yōu)勢

?易于維護(hù)

?提供對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的訪問

?實(shí)現(xiàn)工具是高級(jí)的

?可靠

?連續(xù)運(yùn)行

?設(shè)備維修

?遠(yuǎn)距離通信

?可以遠(yuǎn)程監(jiān)控完整過程

SCADA系統(tǒng)缺點(diǎn)

?實(shí)施將需要一些特殊的技能

?只有在系統(tǒng)可用時(shí)才會(huì)處理數(shù)據(jù)

需要驗(yàn)證與PLC的兼容性

SCADA系統(tǒng)應(yīng)用行業(yè)：

?發(fā)電、傳輸和配電

?水和污水

?建筑設(shè)施和環(huán)境

?制造業(yè)

?公共交通

?交通信號(hào)

?鋼鐵行業(yè)

?化學(xué)工業(yè)

四、SCADA系統(tǒng)與PLC、DCS系統(tǒng)的區(qū)別：

SCADA是一種控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，它利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信和圖形用戶界面來進(jìn)行高級(jí)流程管理。PLC和DCS都有硬件包，但SCADA沒有這個(gè)，SCADA不會(huì)發(fā)送一些二進(jìn)制或模擬信號(hào)到現(xiàn)場設(shè)備來控制這個(gè)過程。SCADA只會(huì)通過使用某些控制器，如PLC、DCS或PID等控制器來控制過程。因此，這些控制器將控制現(xiàn)場設(shè)備，該過程將由SCADA監(jiān)督或控制?？刂七^程的命令信號(hào)將被給予SCADA，這些命令信號(hào)將被發(fā)送到PLC/DCS/PID控制器來控制過程。因此，我們可以將SCADA看作是可以與PLC和DCS進(jìn)行通信的軟件。

PLC系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)的比較表：

五、我們?nèi)绾芜x擇使用PLC系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)？

如果我們需要控制一個(gè)單一的過程，那么我們可以使用PLC，它也可以在工業(yè)工廠有廣泛的使用。與DCS相比，PLC具有更快的掃描時(shí)間，因此可用于進(jìn)行安全聯(lián)鎖。PLC也可以用于控制特定的制造過程。PLC也可以代替繼電器，對(duì)控制回路具有良好的處理能力。

當(dāng)我們需要控制整個(gè)工廠時(shí)，我們可以使用DCS.

對(duì)于過程控制失敗可能導(dǎo)致很大損失的地方，比如在化工廠可以使用DCS。

由于DCS具有廣泛的網(wǎng)絡(luò)特性，它可以很容易地確定故障。為了確定工廠的產(chǎn)量，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)變得非常重要，因此PLC已經(jīng)成為DCS的一個(gè)部分。

如果您需要控制器冗余，那么您可以選擇DCS，所以如果有任何控制器故障，那么我們的控制器就會(huì)有一個(gè)冗余。如果它是一個(gè)大型系統(tǒng)，而且您也需要獲得很多以前的數(shù)據(jù)，那么您可以選擇DCS。

SCADA是一個(gè)軟件，而不是像DCS和PLC那樣的控制器，基本上，它收集數(shù)據(jù)并監(jiān)控整個(gè)工廠。SCADA用于需要數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程工廠監(jiān)控的大型行業(yè)。SCADA系統(tǒng)用于發(fā)電和傳輸裝置，石油和天然氣，它也用于許多需要經(jīng)常監(jiān)測的化工廠。SCADA將向PLC和DCS傳輸數(shù)據(jù)和命令，以控制指定的進(jìn)程。

審核編輯：湯梓紅