SCADA和DCS有什么区别?

作者:txs
链接:https://www.zhihu.com/question/48993798/answer/127477247
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。
 
 
 
 
 
作者:Cloudblue
链接:https://www.zhihu.com/question/48993798/answer/133995577
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。

最后提出一个简单实例。运营商有一个工艺站,这个站点下面有多个工艺系统,电力供应,紧急供电,工艺入口,入口测量,工艺废料回收,废料循环,产品准备,预热,制冷,产品二次回收,二次循环,产品出口,出口回流,出口测量,出口截断,火警,灭火,废水,工业用水,等等等。设想所有上面提到的工艺系统都是一个独立运作的智能系统并由中央控制室控制,如果要实现整个工艺站的全员自动化,DCS足够。
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。
posted @ 2018-05-21 21:11  dion至君  阅读(5965)  评论(0编辑  收藏  举报