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SCADA与DCS、PLC三者有何区别?
[ 通信界 / 张英子 / www.cntxj.net / 2022/10/27 17:13:36 ]
 

       狭义的说,DCS主要用于过程自动化PLC主要用于工厂自动化(生产线 ),SCADA主要针对广域的需求,如油田、绵延千里的管线。如果从计算机和网络的角度来说,它们是统一的,之所以有区别,主要在应用的需求,DCS常常要求高级的控制算法,如在炼油行业,PLC对处理速度要求高,因为经常用在联锁上,甚至是故障安全系统,SCADA也有一些特殊要求,如振动监测、流量计算、调峰调谷等。

       SCADA是调度管理层,DCS是厂站管理层,PLC是现场设备层

       PLC系统,即可编程控制器,适用于工业现场的测量控制,现场测控功能强,性能稳定,可靠性高,技术成熟,使用广泛,价格合理。

       DCS系统,即集散工控制系统,属90年代国际先进水平大规模控制系统。它适用于测控点数多、测控精度高、测控速度快的工业现场,其特点是分散控制和集中监视,具有组网通讯能力、测控功能强、运行可靠、易于扩展、组态方便、操作维护简便,但系统的价格昂贵。

       SCADA系统,即分布式数据采集和监控系统,属中小规模的测控系统。它集中了PLC系统的现场测控功能强和DCS系统的组网通讯能力的两大优点,性能价格比高。

       SCADA、DCS是一种概念,PLC是一种产品,三者不具可比性

       PLC一种产品,由它可以构成SCADA、DCS。

       DCS是过程控制发展起来的,PLC是继电器—逻辑控制系统发展起来的,PLC是设备,DCS、SCADA是系统。

       DCS与PLC的区别要点

       1、DCS是一种“分散式控制系统”,而PLC(可编程控制器)只是一种控制“装置”,两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能。

       2、在网络方面,DCS网络是整个系统的中枢神经,它是安全可靠双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好。而PLC因为基本上都为个体工作,其在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议也经常与国际标准不符。在网络安全上,PLC没有很好的保护措施。我们采用电源,CPU,网络双冗余。

       3、DCS整体考虑方案,操作员站都具备工程师站功能,站与站之间在运行方案程序下装后是一种紧密联合的关系,任何站、任何功能、任何被控装置间都是相互连锁控制,协调控制;而单用PLC互相连接构成的系统,其站与站(PLC与PLC)之间的联系则是一种松散连接方式,是做不出协调控制的功能。

       4、DCS在整个设计上就留有大量的可扩展性接口,外接系统或扩展系统都十分方便,PLC所搭接的整个系统完成后,想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。

       5、DCS安全性:为保证DCS控制的设备的安全可靠,DCS采用了双冗余的控制单元,当重要控制单元出现故障时,都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元,保证整个系统的安全可靠。PLC所搭接的系统基本没有冗余的概念,就更谈不上冗余控制策略。特别是当其某个PLC单元发生故障时,不得不将整个系统停下来,才能进行更换维护并需重新编程。所以DCS系统要比其安全可靠性上高一个等级。

       6、系统软件,对各种工艺控制方案更新是DCS的一项最基本的功能,当某个方案发生变化后,工程师只需要在工程师站上将更改过的方案编译后,执行下装命令就可以了,下装过程是由系统自动完成的,不影响原控制方案运行。系统各种控制软件与算法可以将工艺要求控制对象控制精度提高。而对于PLC构成的系统来说,工作量极其庞大,首先需要确定所要编辑更新的是哪个PLC,然后要用与之对应的编译器进行程序编译,最后再用专用的机器(读写器)专门一对一的将程序传送给这个PLC,在系统调试期间,大量增加调试时间和调试成本,而且极其不利于日后的维护。在控制精度上相差甚远。这就决定了为什么在大中型控制项目中(500点以上),基本不采用全部由PLC所连接而成的系统的原因。

       7、模块:DCS系统所有I/O模块都带有CPU,可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换,故障带电插拔,随机更换。而PLC模块只是简单电气转换单元,没有智能芯片,故障后相应单元全部瘫痪。

       8、现在高端的PLC与DCS的功能已经差不多,DCS对网络和分布式数据库还要定时扫描有较强的功能,同时对运算和模拟量的处量比较拿手。

       9、PLC还分大、中、小、微PLC,其中微型的只卖几百块到2000块,点数也好少,大型的可以带数千点,运算能力与DCS差不多,但对多机联网功能较弱。现在两个技术平台都差不多,只是重点不一样。

       既然DCS和SCADA是概念?其实应该理解为一种体系结构

       PLC、DCS是由早期不同的产品形态和应用场合逐步完善演化而来。

       可以说PLC由制造业的继电器演化发展而来。

       DCS是由过程控制的仪表发展演化而来。

       各自产品有其自己的使用场合和特点,随着技术的进步、行业的相互渗透和竞争的激烈。

       PLC和DCS这两种产品都在发展自己优势的同时向对方的渗透。

       应该知道PLC的逻辑控制功能很强大,而回路控制则是不值一提的(可以看一看型号稍微老一点的PLC ),而DCS系统正好相反。这是由于两种系统的内部处理机制的不同。

       看看现在呢?

       老牌的PLC厂商均涉及DCS应用领域如西门子、罗克威尔,其系统不过是PLC加网络加软件加增强的控制器。

       DCS厂商如霍尼维尔等其系统也融入了PLC,以增强其逻辑控制功能。

       要注意一点PLC是一种控制器;

       DCS是一种体系结构是由控制器+IO采集+网络+软件等组成的系统。

       SCADA系统是另一个概念,有另一种应用需求所呈现的系统。

       顾名思义它是:分布式的数据采集监控系统,它的由来和应用的产生与前两者不同,它的主要是用于数据采集,如电力的监控系统、输油管线的监控系统,它的特点是控制点分散,一个系统可能覆盖方圆数千功能(如北美的油气管道监控系统);

       通信结构复杂,不是一般控制系统所能比拟的(从光纤到无线甚至卫星通讯 ),它的基本单元是RTU。

       这里有两个问题:

       1、要给一个系统定义一个框架;

       2、用原始的系统定义来解释。

       要知道产品是不断发展的,不同的产品之间有竞争,就是要不断的在发挥自己优势的同时学习别人的长处,这就是整合。

       SCADA的重点是在监视、控制,可以实现部分逻辑功能,基本用于上位;

       PLC单纯的实现逻辑功能和控制,不提供人机界面,实现操作需借助与按钮指示灯、HMI以及SCADA系统;

       DCS兼具二者功能,但是基本上用在比较大的系统中和一些控制要求高的系统中,价格上也要昂贵一些;

       三者互相渗透,在一些生产企业会包含3中系统,SCADA作为生产管理级上位监控,DCS实现复杂控制,而PLC实现单机及简单控制。

       但是随着技术的发展有一些厂家的PLC也可以实现很复杂精确的控制,渐渐占领了DCS的市场……

       简单的说,PLC+SCADA=DCS,就我理解来讲,它们之间在控制功能上能够实现交叉,也是在本系统控制基础上,去开发另一方的优点为己所用。

 

作者:张英子 合作媒体:通信界 编辑:顾北

 

 

 
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