一文解析SCADA、DCS和PLC

随着工业企业智能化应用水平的提高，越来越多的人开始接触各种工业自动化系统和产品，包括SCADA、DCS和PLC。

其中：

DCS：分散控制系统（distributedcontrol systems）。

PLC：可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）。

从起源和发展来看，DCS是从传统的仪表板发展而来的。因此，DCS从先天的角度更加重视仪表的控制。

PLC是从传统的继电器电路发展而来的。原来的PLC甚至没有模拟处理能力。因此，PLC从一开始就强调逻辑运算能力。

在系统可扩展性和兼容性方面，虽然DCs在开发过程中有自己的系统，但大多数系统的内部通信协议不同，但操作级网络平台采用以太网。只要网络到达该位置，您就可以随意增加或减少节点数量并安排节点位置。此外，新的通用操作站基于windows系统的OPC和DDE等开放协议，还可以方便各种系统之间的通信，实现资源共享。

SCADA，即数据采集和监控系统，是工业控制的核心系统，主要用于控制分散的资产，以实现与控制同等重要的集中数据采集DCS—分布式控制系统，主要用于控制同一地理环境下的生产过程。

PLC是一个重要的控制部件，通常用于SCADA和DCS系统中，以实现工业设备的特定操作和过程控制，并通过回路控制提供本地过程管理。

由此可见，SCADA和DCS是一个系统，而PLC是一个产品。PLC可以构成SCADA和DCS。

PLC在70年代仅采用开关量逻辑控制，最早应用于汽车制造业。也就是说PLC将更倾向于逻辑量(数字量)。也可以一个PLC主站，多台同类型的PLC作为从站，构成PLC网络。这比使用PC作为主站更方便:用户在编程时，不必知道通信协议，只要手动写格式就行了。相同I/O点的系统，具有PLC比DCS的优势，其成本较低(可节省40%左右)。

PLC没有专门的操作站，它使用的软件和硬件都是通用的，因此维护成本比DCS低很多。PLC既可以作为独立的DCS，也可以作为DCS的一个子系统。

PLC的CPU有一个程序计数器，指示程序步骤的存储地址。在程序运行过程中，计数器对每一步自动加1。程序从开始的步骤(步骤数为0)到最后的步骤(通常是END指令)依次执行，然后返回到开始的步骤循环操作。

PLC完成每一个周期操作所需的时间称为一个扫描周期。PLC由于使用了通用的监控软件，在设计企业管理信息系统时变得更加容易。

DCS: DCS是在运算放大器的基础上发展起来的。

将所有的功能、工艺变量之间的关系做成一个功能块(某些DCS系统称之为膨化块)。也就是说DCS更偏向于模拟(过程控制方向)。DCS在控制器、I/O板、通信网络冗余、一些高级操作、行业特殊要求方面都要比PLC好得多。在接地电阻方面，PLC可能要求不高，但DCS必须在几个ω以下(通常在4 ω以下)。模拟隔离也非常重要。在有爆炸危险的地方应设置安全屏障。

DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场监控站)的三级结构。用于大型连续过程控制，如石油化工等。DCS首先应用于化工行业。DCS和PLC在性能上的主要区别在于开关量的逻辑解决方案和模拟量的操作，尽管这两者在后期会有一定的相互渗透。例如西门子的PCS7过程控制系统就是DCS+PLC的产品。

一般来说，DCS主要用于过程自动化，PLC主要用于工厂自动化（生产线），SCADA主要针对广泛领域的需求，如油田和数千英里的管道。从应用功能的角度来看，DCS通常需要先进的控制算法。例如，在炼油行业，PLC对处理速度有很高的要求，因为它经常用于联锁，甚至用于故障安全系统。SCADA也有一些特殊要求，如振动监测、流量计算、峰谷调节等。

随着制造企业加快智能化工厂的规划、实施和改造，迫切需要根据成本和需求选择合适的工业自动化控制系统。

模拟量大于100个点以上的，一般采用DCS；模拟量在100个点以内的，一般采用PLC。

对于相同的工业控制应用场景，可能会提出不同的解决方案。

对于监控点分布广泛的控制过程，首选SCADA系统。

对于更集中的连续过程控制需求，如流程工业企业，DCS系统是首选。

对于现场过程控制，选择PLC。

然而，在实际实施和应用过程中，企业仍然需要充分评估需求和成本，进行灵活的选择。