現在工業控制中好多人對PLC、DCS、SCADA系統的概念比較混淆，搞不清楚，今天帶大家了解一下這幾個系統和概念。

PLC – Controller

DCS – Controller + Network + Software + I/OAcquisition

SCADA–Data collection + System monitoring +Network + Software

一、PLC控制系統

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、時間繼電器等演變而來，可編程邏輯控制器是一種數字操作的設備，它具有一個可編程存儲器，用于存儲指令和執行指定的功能。

PLC將做邏輯、算術、計時、計數和排序功能，來控制工業過程中的各種機器。我們可以使用PLC來實現工業過程的自動化，比如控制工廠裝配線上的工業機械。利用PLC可以提高操作的精度和速度。因此，PLC將從限位開關、接近傳感器、壓力傳感器等設備中獲取輸入。

PLC中的邏輯信號和現場的高、低電平信號的轉換將由I/O模塊完成，它也將進行信號隔離。PLC系統的活動將由處理器智能運行，根據PLC內部的程序執行，同時它也將控制工藝設備。PLC將檢查輸入設備，然后執行程序，之后它將通電或關閉連接到它的輸出設備。

PLC控制系統優勢：

?可靠性

?編程靈活性

?高運行速度

?快速響應時間

?簡單的故障排除

?低成本

PLC控制系統缺點：

?對編程人員要求高

應用場景：

?食品加工

?材料處理

?機床

?輸送機系統

?機器人的制造與控制

二、DCS系統

在一個DCS系統中，整個過程將被劃分為一定數量的子系統。每個子系統都將由它自己的控制器來控制。因此，我們可以將DCS描述為一個由一定數量控制器組成的大的過程控制，每個控制器都控制自己的子系統。該系統將把工廠劃分為不同的區域，并為工廠的每個區域分配單獨的控制器。整個DCS系統將通過通信總線連接成為獨立的控制系統。DCS系統將被連接到一個通信網絡上，以進行通信和監控。DCS系統中所有控制器將通過網絡連接起來進行通信。

DCS將從現場設備中收集數據，并檢查這些數據，然后它將利用這些數據來控制指定的過程。因此，根據從現場設備接收到的數據，以及從工廠的另一部分收集到的數據，將被用來控制這個過程。現場裝置將過程、信號傳輸到現場接線盒，通過主接線盒到達編組柜。該信號將通過封送機柜傳輸到DCS面板。然后，根據接收到的信號，適當的控制信號將由DCS面板傳輸到最終的控制元件。

DCS系統實現的功能：

?控制

?數據采集

?報警

?日志記錄和報告生成

?歷史數據存儲

?系統診斷和安全

DCS系統的優勢：

?單獨的控制器用于控制，不同的過程，由于一個控制站的故障不會影 響整個工廠

?冗余

?可以從數據高速公路上訪問大量的當前信息

?可以監控過去的流程狀況趨勢

?減少系統過載

?可靠性

?速度好

?進程信息可以由用戶以不同的格式進行可視化

DCS系統的缺點：

?昂貴

?需要定期維護

?如果保護不當，更容易受到網絡安全威脅

DCS系統應用行業：

電廠

石油天然氣行業

化學工業

水處理系統

制藥制造

三、SCADA系統

SCADA是英文Supervisory ControlAnd Data Acquisition首字母的縮寫，即“數據采集與監視控制系統”。因此，SCADA系統通過雙向通信信道來監控遠程現場與控制中心之間的通信。所以嚴格意義上不能被稱為一個完整的控制系統，SCADA是一種定位在被集成的硬件之上的軟件。SCADA將允許操作員監測設備狀態，并在此基礎上，操作員可以控制該過程，操作員也可以從單個中央控制室查看所有工藝參數。

SCADA系統主要功能

數據采集

它將向操作員顯示狀態信息和測量數據

控制

操作員可以根據接收到的數據來控制設備

數據處理

它將檢查數據的質量和完整性

標注

識別特定的實驗對象或設備，以防止它們進行未經授權的操作

報警器

在非計劃操作或不需要的操作情況下，操作員會發出警報

日志記錄

所有的操作員項、警報、選定的項都將被記錄下來

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、一小時等趨勢的信息。

歷史報告

這將保存和分析歷史數據，這對控制未來的過程很有用。

SCADA系統優勢

?易于維護

?提供對實時數據的訪問

?實現工具是高級的

?可靠

?連續運行

?設備維修

?遠距離通信

?可以遠程監控完整過程

SCADA系統缺點

?實施將需要一些特殊的技能

?只有在系統可用時才會處理數據

需要驗證與PLC的兼容性

SCADA系統應用行業：

?發電、傳輸和配電

?水和污水

?建筑設施和環境

?制造業

?公共交通

?交通信號

?鋼鐵行業

?化學工業

四、SCADA系統與PLC、DCS系統的區別：

SCADA是一種控制系統體系結構，它利用計算機、網絡數據通信和圖形用戶界面來進行高級流程管理。PLC和DCS都有硬件包，但SCADA沒有這個，SCADA不會發送一些二進制或模擬信號到現場設備來控制這個過程。SCADA只會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場設備，該過程將由SCADA監督或控制。控制過程的命令信號將被給予SCADA，這些命令信號將被發送到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進行通信的軟件。

PLC系統、DCS系統、SCADA系統的比較表：

	PLC	DCS	SCADA
功能	獨立過程控制	整個工廠控制	提供不同設備、不同區域、不同廠房通訊、數據采集、監視控制
速度	比DCS & SCADA快	比SCADA快	比DCS慢
網絡	根據項目需求	所有的單元都通過網絡集成	所有的單元都通過網絡集成
通訊	通訊不需要很大的帶寬	需要大帶寬的通訊	需要大帶寬的通訊
誤差	誤差機會大	有許多控制器，所以誤差的機會更小	誤差機會小
成本	低	高	高
主要品牌	Rockwell Siemens Schneider	Honeywell, Yokogawa, Siemens 中控技術 和利時	Rockwell, Siemens, Schneider， 組態王 三維力控
監控范圍	短距離	整個工廠	長距離
系統組成	硬件	硬件、監控軟件、網絡設備	沒有硬件、軟件平臺
靈活性	高	架構復雜，不靈活	架構復雜，不靈活
工藝變更	可以	不可以	不可以
應用	用于專用的應用程序	用于復雜應用	用于大型工業(需要遠程監控)

五、我們如何選擇使用PLC系統、DCS系統、SCADA系統？

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

當我們需要控制整個工廠時，我們可以使用DCS.

對于過程控制失敗可能導致很大損失的地方，比如在化工廠可以使用DCS。

由于DCS具有廣泛的網絡特性，它可以很容易地確定故障。為了確定工廠的產量，工業網絡已經變得非常重要，因此PLC已經成為DCS的一個部分。

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有一個冗余。如果它是一個大型系統，而且您也需要獲得很多以前的數據，那么您可以選擇DCS。

SCADA是一個軟件，而不是像DCS和PLC那樣的控制器，基本上，它收集數據并監控整個工廠。SCADA用于需要數據收集、數據傳輸和遠程工廠監控的大型行業。SCADA系統用于發電和傳輸裝置，石油和天然氣，它也用于許多需要經常監測的化工廠。SCADA將向PLC和DCS傳輸數據和命令，以控制指定的進程。

審核編輯：湯梓紅