狹義地說,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。如果從計算機和網(wǎng)絡的角度來說,它們是統(tǒng)一的,之所以有區(qū)別,主要在應用的需求, 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。
SCADA是調(diào)度管理層
DCS是廠站管理層
PLC是現(xiàn)場設備層
? ? ? ? PLC 系統(tǒng):
即可編程控制器,適用于工業(yè)現(xiàn)場的測量控制,現(xiàn)場測控功能強,性能穩(wěn)定,可靠性高,技術成熟,使用廣泛,價格合理。
? ? ? ? DCS 系統(tǒng):
即集散工控制系統(tǒng),屬90年代國際先進水平大規(guī)模控制系統(tǒng)。它適用于測控點數(shù)多、測控精度高、測控速度快的工業(yè)現(xiàn)場,其特點是分散控制和集中監(jiān)視,具有組網(wǎng)通訊能力、測控功能強、運行可靠、易于擴展、組態(tài)方便、操作維護簡便,但系統(tǒng)的價格昂貴。
? ? ? ? SCADA 系統(tǒng):
即分布式數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng),屬中小規(guī)模的測控系統(tǒng)。它集中了PLC系統(tǒng)的現(xiàn)場測控功能強和DCS系統(tǒng)的組網(wǎng)通訊能力的兩大優(yōu)點,性能價格比高。
區(qū)分與誤區(qū):
SCADA,DCS是一種概念,PLC 是一種產(chǎn)品,三者不具可比性。
PLC一種產(chǎn)品,由它可以構成SCADA和DCS。
DCS是過程控制發(fā)展起來的,PLC是繼電器—邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展起來的。
PLC 是設備,DCS,SCADA是系統(tǒng)。
DCS 與 PLC 的區(qū)別要點:
1.DCS 是一種“分散式控制系統(tǒng)”,而 PLC (可編程控制器) 只是一種控制“裝置”,兩者是“系統(tǒng)”與“裝置”的區(qū)別。系統(tǒng)可以實現(xiàn)任何裝置的功能與協(xié)調(diào), PLC 裝置只實現(xiàn)本單元所具備的功能。
? ? ? ? 2.在網(wǎng)絡方面,DCS網(wǎng)絡是整個系統(tǒng)的中樞神經(jīng),它是安全可靠雙冗余的高速通訊網(wǎng)絡,系統(tǒng)的拓展性與開放性更好。而 PLC 因為基本上都為個體工作,其在與別的 PLC 或上位機進行通訊時,所采用的網(wǎng)絡形式基本都是單網(wǎng)結構,網(wǎng)絡協(xié)議也經(jīng)常與國際標準不符。在網(wǎng)絡安全上,PLC 沒有很好的保護措施。我們采用電源,CPU,網(wǎng)絡雙冗余。
3.DCS 整體考慮方案,操作員站都具備工程師站功能,站與站之間在運行方案程序下裝后是一種緊密聯(lián)合的關系,任何站、任何功能、任何被控裝置間都是相互連鎖控制,協(xié)調(diào)控制;而單用 PLC 互相連接構成的系統(tǒng),其站與站(PLC與PLC)之間的聯(lián)系則是一種松散連接方式,是做不出協(xié)調(diào)控制的功能。
? ? ? ? 4.DCS 在整個設計上就留有大量的可擴展性接口,外接系統(tǒng)或擴展系統(tǒng)都十分方便,PLC所搭接的整個系統(tǒng)完成后,想隨意的增加或減少操作員站都是很難實現(xiàn)的。
? ? ? ?5.DCS 安全性:為保證DCS控制的設備的安全可靠,DCS 采用了雙冗余的控制單元,當重要控制單元出現(xiàn)故障時,都會有相關的冗余單元實時無擾的切換為工作單元,保證整個系統(tǒng)的安全可靠。PLC 所搭接的系統(tǒng)基本沒有冗余的概念,就更談不上冗余控制策略。特別是當其某個PLC單元發(fā)生故障時,不得不將整個系統(tǒng)停下來,才能進行更換維護并需重新編程。所以DCS系統(tǒng)要比其安全可靠性上高一個等級。
6.系統(tǒng)軟件,對各種工藝控制方案更新是DCS的一項最基本的功能,當某個方案發(fā)生變化后,工程師只需要在工程師站上將更改過的方案編譯后,執(zhí)行下裝命令就可以了,下裝過程是由系統(tǒng)自動完成的,不影響原控制方案運行。系統(tǒng)各種控制軟件與算法可以將工藝要求控制對象控制精度提高。而對于PLC構成的系統(tǒng)來說,工作量極其龐大,首先需要確定所要編輯更新的是哪個PLC,然后要用與之對應的編譯器進行程序編譯,最后再用專用的機器(讀寫器)專門一對一的將程序傳送給這個PLC,在系統(tǒng)調(diào)試期間,大量增加調(diào)試時間和調(diào)試成本,而且極其不利于日后的維護。在控制精度上相差甚遠。這就決定了為什么在大中型控制項目中(500 點以上),基本不采用全部由PLC所連接而成的系統(tǒng)的原因。
7.模塊:DCS 系統(tǒng)所有 I/O 模塊都帶有CPU,可以實現(xiàn)對采集及輸出信號品質(zhì)判斷與標量變換,故障帶電插拔,隨機更換。而PLC模塊只是簡單電氣轉(zhuǎn)換單元,沒有智能芯片,故障后相應單元全部癱瘓。
8.現(xiàn)在高端的PLC與DCS的功能已經(jīng)差不多,DCS對網(wǎng)絡和分布式數(shù)據(jù)庫還要定時掃描有較強的功能,同時對運算和模擬量的處量比較拿手。
9.PLC 還分大、中、小、微PLC,其中微型的只賣幾百塊到 2000 塊,點數(shù)也好少,大型的可以帶數(shù)千點,運算能力與DCS差不多,但對多機聯(lián)網(wǎng)功能較弱。現(xiàn)在兩個技術平臺都差不多,只是重點不一樣。
既然DCS和SCADA是概念?其實應該理解為一種體系結構……
PLC、DCS 是由早期不同的產(chǎn)品形態(tài)和應用場合逐步完善演化而來。可以說PLC有制造業(yè)的繼電器演化發(fā)展而來。
DCS是由過程控制的儀表發(fā)展演化而來。
各自產(chǎn)品有其自己的使用場合和特點,隨著技術的進步、行業(yè)的相互滲透和競爭的激烈。
PLC和DCS這兩種產(chǎn)品都在發(fā)展自己優(yōu)勢的同時向?qū)Ψ降臐B透。
應該知道PLC的邏輯控制功能很強大,而回路控制則是不值一提的(可以看一看型號稍微老一點的PLC,)而DCS系統(tǒng)正好相反。這是由于兩種系統(tǒng)的內(nèi)部處理機制的不同。
看看現(xiàn)在呢?
老牌的 PLC 廠商均涉及 DCS 應用領域如西門子、羅克威爾,其系統(tǒng)不過是 PLC 加網(wǎng)絡加軟件加增強的控制器。
DCS 廠商如霍尼維爾等其系統(tǒng)也融入了 PLC,以增強其邏輯控制功能。要注意一點PLC是一種控制器;
DCS 是一種體系結構是由控制器+IO采集+網(wǎng)絡+軟件等組成的系統(tǒng)。
SCADA 系統(tǒng)是另一個概念,有另一種應用需求所呈現(xiàn)的系統(tǒng)。
顧名思義它是:
分布式的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng),它的由來和應用的產(chǎn)生于前兩者不同,它的主要是用于數(shù)據(jù)采集,如電力的監(jiān)控系統(tǒng)、輸油管線的監(jiān)控系統(tǒng),它的特點是控制點分散,一個系統(tǒng)可能覆蓋方圓數(shù)千功能[如北美的油氣管道監(jiān)控系統(tǒng)];
通信結構復雜,不是一般控制系統(tǒng)所能比擬的[從光纖到無線甚至衛(wèi)星通訊]。它的基本單元的RTU。
我發(fā)現(xiàn)兩個問題:
1、要給一個系統(tǒng)定義一個框架;
2、用原始的系統(tǒng)定義來解釋和教育現(xiàn)在的學生
要知道產(chǎn)品是不斷發(fā)展的,不同的產(chǎn)品之間有競爭,就是要不斷的在發(fā)揮自己優(yōu)勢的同時學習別人的長處,這就是整合。
SCADA 的重點是在監(jiān)視、控制,可以實現(xiàn)部分邏輯功能,基本用于上位;
PLC單純的實現(xiàn)邏輯功能和控制,不提供人機界面,實現(xiàn)操作需借助與按鈕指示燈、HMI 以及 SCADA 系統(tǒng);
DCS 兼具二者功能,但是基本上用在比較大的系統(tǒng)中和一些控制要求高的系統(tǒng)中,價格上也要昂貴一些;
三者互相滲透,在一些生產(chǎn)企業(yè)會包含 3 中系統(tǒng),SCADA 作為生產(chǎn)管理級上位監(jiān)控,DCS 實現(xiàn)復雜控制,而 PLC 實現(xiàn)單機及簡單控制。
但是隨著技術的發(fā)展有一些廠家的 PLC 也可以實現(xiàn)很復雜精確的控制,漸漸占領了 DCS 的市場……
簡單的說,PLC+SCADA=DCS,就我理解來講,它們之間在控制功能上能夠?qū)崿F(xiàn)交叉,也是在本系統(tǒng)控制基礎上,去開發(fā)另一方的優(yōu)點為己所用。
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