PLC、DCS、SCAD系统比较

现在工业控制中好多人对PLC、DCS、SCADA系统的概念比较混淆，搞不清楚，今天带大家了解一下这几个系统和概念。

PLC – Controller

DCS – Controller + Network + Software + I/OAcquisition

SCADA–Data collection + System monitoring +Network + Software

一、PLC控制系统

PLC也就是我们通常说的可编程逻辑控制器，最初由代替电气控制的二次回路：继电器、中间继电器、时间继电器等演变而来，可编程逻辑控制器是一种数字操作的设备，它具有一个可编程存储器，用于存储指令和执行指定的功能。

PLC将做逻辑、算术、计时、计数和排序功能，来控制工业过程中的各种机器。我们可以使用PLC来实现工业过程的自动化，比如控制工厂装配线上的工业机械。利用PLC可以提高操作的精度和速度。因此，PLC将从限位开关、接近传感器、压力传感器等设备中获取输入。

PLC中的逻辑信号和现场的高、低电平信号的转换将由I/O模块完成，它也将进行信号隔离。PLC系统的活动将由处理器智能运行，根据PLC内部的程序执行，同时它也将控制工艺设备。PLC将检查输入设备，然后执行程序，之后它将通电或关闭连接到它的输出设备。

PLC控制系统优势：

可靠性

编程灵活性

高运行速度

快速响应时间

简单的故障排除

低成本

PLC控制系统缺点：

对编程人员要求高

应用场景：

食品加工

材料处理

机床

输送机系统

机器人的制造与控制

二、DCS系统

在一个DCS系统中，整个过程将被划分为一定数量的子系统。每个子系统都将由它自己的控制器来控制。因此，我们可以将DCS描述为一个由一定数量控制器组成的大的过程控制，每个控制器都控制自己的子系统。该系统将把工厂划分为不同的区域，并为工厂的每个区域分配单独的控制器。整个DCS系统将通过通信总线连接成为独立的控制系统。DCS系统将被连接到一个通信网络上，以进行通信和监控。DCS系统中所有控制器将通过网络连接起来进行通信。

DCS将从现场设备中收集数据，并检查这些数据，然后它将利用这些数据来控制指定的过程。因此，根据从现场设备接收到的数据，以及从工厂的另一部分收集到的数据，将被用来控制这个过程。现场装置将过程、信号传输到现场接线盒，通过主接线盒到达编组柜。该信号将通过封送机柜传输到DCS面板。然后，根据接收到的信号，适当的控制信号将由DCS面板传输到最终的控制元件。

DCS系统实现的功能：

控制

数据采集

报警

日志记录和报告生成

历史数据存储

系统诊断和安全

DCS系统的优势：

单独的控制器用于控制，不同的过程，由于一个控制站的故障不会影 响整个工厂

冗余

可以从数据高速公路上访问大量的当前信息

可以监控过去的流程状况趋势

减少系统过载

可靠性

速度好

进程信息可以由用户以不同的格式进行可视化

DCS系统的缺点：

昂贵

需要定期维护

如果保护不当，更容易受到网络安全威胁

DCS系统应用行业：

电厂

石油天然气行业

化学工业

水处理系统

制药制造

三、SCADA系统

SCADA是英文Supervisory ControlAnd Data Acquisition首字母的缩写，即“数据采集与监视控制系统”。因此，SCADA系统通过双向通信信道来监控远程现场与控制中心之间的通信。所以严格意义上不能被称为一个完整的控制系统，SCADA是一种定位在被集成的硬件之上的软件。SCADA将允许操作员监测设备状态，并在此基础上，操作员可以控制该过程，操作员也可以从单个中央控制室查看所有工艺参数。

SCADA系统主要功能

数据采集

它将向操作员显示状态信息和测量数据

控制

操作员可以根据接收到的数据来控制设备

数据处理

它将检查数据的质量和完整性

标注

识别特定的实验对象或设备，以防止它们进行未经授权的操作

报警器

在非计划操作或不需要的操作情况下，操作员会发出警报

日志记录

所有的操作员项、警报、选定的项都将被记录下来

趋势分析

它将在选定的量表上绘制测量值，以提供诸如一分钟、一小时等趋势的信息。

历史报告

这将保存和分析历史数据，这对控制未来的过程很有用。

SCADA系统优势

易于维护

提供对实时数据的访问

实现工具是高级的

可靠

连续运行

设备维修

远距离通信

可以远程监控完整过程

SCADA系统缺点

实施将需要一些特殊的技能

只有在系统可用时才会处理数据

需要验证与PLC的兼容性

SCADA系统应用行业：

发电、传输和配电

水和污水

建筑设施和环境

制造业

公共交通

交通信号

钢铁行业

化学工业

四、SCADA系统与PLC、DCS系统的区别：

SCADA是一种控制系统体系结构，它利用计算机、网络数据通信和图形用户界面来进行高级流程管理。PLC和DCS都有硬件包，但SCADA没有这个，SCADA不会发送一些二进制或模拟信号到现场设备来控制这个过程。SCADA只会通过使用某些控制器，如PLC、DCS或PID等控制器来控制过程。因此，这些控制器将控制现场设备，该过程将由SCADA监督或控制。控制过程的命令信号将被给予SCADA，这些命令信号将被发送到PLC/DCS/PID控制器来控制过程。因此，我们可以将SCADA看作是可以与PLC和DCS进行通信的软件。

PLC系统、DCS系统、SCADA系统的比较表：

	PLC	DCS	SCADA
功能	独立过程控制	整个工厂控制	提供不同设备、不同区域、不同厂房通讯、数据采集、监视控制
速度	比DCS & SCADA快	比SCADA快	比DCS慢
网络	根据项目需求	所有的单元都通过网络集成	所有的单元都通过网络集成
通讯	通讯不需要很大的带宽	需要大带宽的通讯	需要大带宽的通讯
误差	误差机会大	有许多控制器，所以误差的机会更小	误差机会小
成本	低	高	高
主要品牌	Rockwell Siemens Schneider	Honeywell, Yokogawa, Siemens 中控技术 和利时	Rockwell, Siemens, Schneider， 组态王 三维力控
监控范围	短距离	整个工厂	长距离
系统组成	硬件	硬件、监控软件、网络设备	没有硬件、软件平台
灵活性	高	架构复杂，不灵活	架构复杂，不灵活
工艺变更	可以	不可以	不可以
应用	用于专用的应用程序	用于复杂应用	用于大型工业(需要远程监控)

五、我们如何选择使用PLC系统、DCS系统、SCADA系统？

如果我们需要控制一个单一的过程，那么我们可以使用PLC，它也可以在工业工厂有广泛的使用。与DCS相比，PLC具有更快的扫描时间，因此可用于进行安全联锁。PLC也可以用于控制特定的制造过程。PLC也可以代替继电器，对控制回路具有良好的处理能力。

当我们需要控制整个工厂时，我们可以使用DCS.

对于过程控制失败可能导致很大损失的地方，比如在化工厂可以使用DCS。

由于DCS具有广泛的网络特性，它可以很容易地确定故障。为了确定工厂的产量，工业网络已经变得非常重要，因此PLC已经成为DCS的一个部分。

如果您需要控制器冗余，那么您可以选择DCS，所以如果有任何控制器故障，那么我们的控制器就会有一个冗余。如果它是一个大型系统，而且您也需要获得很多以前的数据，那么您可以选择DCS。

SCADA是一个软件，而不是像DCS和PLC那样的控制器，基本上，它收集数据并监控整个工厂。SCADA用于需要数据收集、数据传输和远程工厂监控的大型行业。SCADA系统用于发电和传输装置，石油和天然气，它也用于许多需要经常监测的化工厂。SCADA将向PLC和DCS传输数据和命令，以控制指定的进程。

审核编辑：汤梓红