關(guān)于SCADA、DCS與PLC之間的對比淺析

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。

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)一的國際標準。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)建十分靈活，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。

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)?？?，PLC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常常要求高級的控制算法。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。