SCADA和DCS有什么区别?
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来源:知乎
网上有很多类似问题和回答,个人认为很多回答有片面性,可能是很多回答者只是系统的使用者和行业应用领域专家,而不是系统架构开发者。
SCADA,DCS都是通用的一个系统名称,和在什么行业用没有关系。
先名称定义一下
SCADA:监测控制和数据采集系统
DCS:集散控制系统,或者分布式控制系统
从名称上就可以看出来,SCADA说的是系统功能做了什么事情,DCS说的是系统的实现方式。两者从不同角度描述系统。
至于PLC, PLC只是工具,系统中可用可不用,并不一定。
再说说具体的系统结构上
最简单的SCADA可以就是一台电脑(或者其他类似的机器),然后机器插几个控制IO卡再加上一个带用户界面、数据显示、数据处理的SCADA软件。 可以没有现场总线,没有通讯,没有PLC,其他什么都不要。 只要实现了数据采集和监视 以及对采集数据的处理动作,就是SCADA。 系统限制要求小,所有的规范要求其实都是具体行业的要求。
这个是SCADA但这个不是DCS
而最简单的DCS要复杂一点,因为DCS的是基于分散控制集中管理的模式,主要是为了分散风险。所以
首先,控制层和管理层要分开,也就是说控制单元和管理单元要分开
其次,控制单元要2个及以上,只有一个你还分散什么控制。
之后,必须要现场总线或者通讯将这些单元连接。连接的拓扑结构可以很多
最后,故障不能扩散,比如当某个单元故障不能工作,其他单元必须还能继续工作不受影响。
这样算下来,最小系统是至少要2个控制单元+1个管理单元+单元之间的连接。
至于控制单元多复杂或者管理单元多复杂,只是具体应用而已
实际应用中,SCADA的这个名称常常是用在数据采集和上位管理占比大的系统上。 因为只要有点规模的系统都要数据采集和上位机的,所以用这个不会有大错
而DCS这个名称因为有真正的架构限制,所以用的比较谨慎。
当然现在很多拿了一个PLC就号称自己是DCS系统的外面也是很多。反正大部分人也只是随便说说随便听听而已,并不想深究真假。
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补充一下,现在很多人的误区,把系统的控制单元之间的距离 或者 控制单元物理链接方式 作为SCADA和DCS的区别。其实还是使用者的误区
举个例子,假如N个控制单元距离10米,用CAN链接,这是DCS,那换成用工业以太网连,就不是DCS了?
再来一个,如果一个DCS系统,N个现场的控制单元距离100米以上,用485连,是DCS, 那距离1万米,用光纤转485做延长,或者干脆再远点。利用电信专线或者干脆用internet VPN架起互联网链接,就不是DCS了? 只要能保证满足控制要求的相应时间和可靠性,这当然还是DCS。
什么时候是SCADA了,就是系统有一定比例的一些复杂处理数据的动作(和是不是传输这些数据没有关系,单机也可以是SCADA),并且这些还和控制关系不大,主要用于管理和报警,系统还带了人机交互等等管理上的应用功能时候。
其实大家只要对系统能再多抽象一层,就会发现,原来很多原来以为是不一样的,其实根本就是一类东西。 比如控制单元之间的链接虽然技术实现不同,其实本质都是一回事,就是为了传递信息。
再说点题外话,之所以出现这样的误区,在于对对象的抽象层次的问题, 在某些层看起来好像各种各样的不同东西不同概念,眼花缭乱,其实多抽象一层,原来世界如此简洁
一般来说的FAE等具体实施工程师只要有一层抽象能力就可以了,项目设计师、设计工程师、领域专家等,根据系统和对象复杂度,要2到3层,绝大多数工程师都是这个层次。 而系统平台的设计者 系统架构设计师至少要4-5层抽象能力。因为他们不但要理解对象将会是什么,还要了解项目设计者将会如何设计,并且设计出能让他们用于设计的架构。
抽象能力越高,越接近事物的本质,但是离开事物的具体呈现越远。
抽象层的高低,站的位置不同,看对象的角度不同而已。在一楼的,近距离各种细节看的清楚,而在楼上的,往下一眼看清全局,更关注了解的是全局。![](https://images2018.cnblogs.com/blog/1267831/201805/1267831-20180521210854052-1245022637.png)
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来源:知乎
看了其他的答案,感觉扩展了不少思路,但是都没有讲到重点。试着简单的回答一下,看能不能总结的优化一些。
1. SCADA和DCS的区别: SCADA的重点在"S", DCS的重点在"D"。
两者都可以做一件事,"C" - Control。但是SCADA在系统设计的层面站在最高层,做的工作是High Level的"S"。这就导致SCADA有一个特性,可以做到克服地理位置与距离的remote control,也就是可以快速的收集子系统信息并且发出控制命令。这个机构基础决定SCADA相对DCS的一个优势,就是强大的系统Interface。在这个方面如果想用DCS来实现,可以。但是在硬件和软件层面,都需要各个节点的interface上严密的推敲,反复测试,极其繁复的拓扑。这些都导致在性价比上需要考虑比DCS更高一层面的控制与数据采集系统。DCS的重点"D"的来源是自动控制系统的变迁,这个牵扯到自动控制系统的历史发展三代论。这个特性决定它停留在离散系统结构的层面,但是无法跳脱这个圈子到真正的high level。具体关于底层系统及具体硬件的配置,可以参见Patrick Zhang的答案,里面可以看到电力领域一个方面的例子。
2. PLC的使用: SCADA和DCS都会用到PLC。而是否必须要用到PLC要看具体要求。
PLC只是一个底层控制元件,当然可以用其他控制单元代替它,如果要求允许的话。
与DCS对比,SCADA的一个特点是在high level往下看的时候,会发现RTU及多种网络设备的广泛出现,以及在对现场设备段的直接控制阶段的监控软件介入。在这点上,DCS不会出现分布在大量子系统层面为数据采集而服务的网络设备,以及大量对单独现场层面设备的控制软件介入。
但是再高一层呢?这个运营商手下有10个同样的工艺站,分布在彼此相距8公里的各个小镇上,相互之间有管道连接产品输出和原料进入,管道之间可以相对灵活搭配组合,总控室设立在离这个小镇群落距离20公里最近的大城市总部里,要求可以达到即时数据采集及重要控制命令比如启动站点,紧急关闭站点,监视火警及自动灭火,调配问题站点下线并及时用其他附近站点上线。这个时候很明显DCS不再能使用,SCADA出场。