现在工业控制中好多人对PLC、DCS、SCADA系统的概念比较混淆,搞不清楚,今天带大家了解一下这几个系统和概念。
PLC – Controller
DCS – Controller + Network + Software + I/O Acquisition
SCADA–Data collection + System monitoring + Network + Software
一、PLC控制系统
PLC也就是我们通常说的可编程逻辑控制器,最初由代替电气控制的二次回路:继电器、中间继电器、时间继电器等演变而来,可编程逻辑控制器是一种数字操作的设备,它具有一个可编程存储器,用于存储指令和执行指定的功能。
PLC将做逻辑、算术、计时、计数和排序功能,来控制工业过程中的各种机器。我们可以使用PLC来实现工业过程的自动化,比如控制工厂装配线上的工业机械。利用PLC可以提高操作的精度和速度。因此,PLC将从限位开关、接近传感器、压力传感器等设备中获取输入。
PLC中的逻辑信 和现场的高、低电平信 的转换将由I/O模块完成,它也将进行信 隔离。PLC系统的活动将由处理器智能运行,根据PLC内部的程序执行,同时它也将控制工艺设备。PLC将检查输入设备,然后执行程序,之后它将通电或关闭连接到它的输出设备。
PLC控制系统优势:
PLC控制系统缺点:
应用场景:
二、DCS系统
在一个DCS系统中,整个过程将被划分为一定数量的子系统。每个子系统都将由它自己的控制器来控制。因此,我们可以将DCS描述为一个由一定数量控制器组成的大的过程控制,每个控制器都控制自己的子系统。该系统将把工厂划分为不同的区域,并为工厂的每个区域分配单独的控制器。整个DCS系统将通过通信总线连接成为独立的控制系统。DCS系统将被连接到一个通信 络上,以进行通信和监控。DCS系统中所有控制器将通过 络连接起来进行通信。
DCS将从现场设备中收集数据,并检查这些数据,然后它将利用这些数据来控制指定的过程。因此,根据从现场设备接收到的数据,以及从工厂的另一部分收集到的数据,将被用来控制这个过程。现场装置将过程、信 传输到现场接线盒,通过主接线盒到达编组柜。该信 将通过封送机柜传输到DCS面板。然后,根据接收到的信 ,适当的控制信 将由DCS面板传输到最终的控制元件。
DCS系统实现的功能:
DCS系统的优势:
DCS系统的缺点:
DCS系统应用行业:
三、SCADA系统
SCADA是英文Supervisory Control And Data Acquisition首字母的缩写,即“数据采集与监视控制系统”。因此,SCADA系统通过双向通信信道来监控远程现场与控制中心之间的通信。所以严格意义上不能被称为一个完整的控制系统,SCADA是一种定位在被集成的硬件之上的软件。SCADA将允许操作员监测设备状态,并在此基础上,操作员可以控制该过程,操作员也可以从单个中央控制室查看所有工艺参数。
SCADA系统主要功能
它将向操作员显示状态信息和测量数据
操作员可以根据接收到的数据来控制设备
它将检查数据的质量和完整性
识别特定的实验对象或设备,以防止它们进行未经授权的操作
在非计划操作或不需要的操作情况下,操作员会发出警
所有的操作员项、警 、选定的项都将被记录下来
它将在选定的量表上绘制测量值,以提供诸如一分钟、一小时等趋势的信息。
这将保存和分析历史数据,这对控制未来的过程很有用。
SCADA系统优势
SCADA系统缺点
SCADA系统应用行业:
四、SCADA系统与PLC、DCS系统的区别:
SCADA是一种控制系统体系结构,它利用计算机、 络数据通信和图形用户界面来进行高级流程管理。PLC和DCS都有硬件包,但SCADA没有这个,SCADA不会发送一些二进制或模拟信 到现场设备来控制这个过程。SCADA只会通过使用某些控制器,如PLC、DCS或PID等控制器来控制过程。因此,这些控制器将控制现场设备,该过程将由SCADA监督或控制。控制过程的命令信 将被给予SCADA,这些命令信 将被发送到PLC/DCS/PID控制器来控制过程。因此,我们可以将SCADA看作是可以与PLC和DCS进行通信的软件。
PLC系统、DCS系统、SCADA系统的比较表:
PLC |
DCS |
SCADA |
|
功能 |
独立过程控制 |
整个工厂控制 |
提供不同设备、不同区域、不同厂房通讯、数据采集、监视控制 |
速度 |
比DCS & SCADA快 |
比SCADA快 |
比DCS慢 |
络 |
根据项目需求 |
所有的单元都通过 络集成 |
所有的单元都通过 络集成 |
通讯 |
通讯不需要很大的带宽 |
需要大带宽的通讯 |
需要大带宽的通讯 |
误差 |
误差机会大 |
有许多控制器,所以误差的机会更小 |
误差机会小 |
成本 |
低 |
高 |
高 |
主要品牌 |
Rockwell Siemens Schneider |
Honeywell, Yokogawa, Siemens 中控技术 和利时 |
Rockwell, Siemens, Schneider, 组态王 三维力控 |
监控范围 |
短距离 |
整个工厂 |
长距离 |
系统组成 |
硬件 |
硬件、监控软件、 络设备 |
没有硬件、软件平台 |
灵活性 |
高 |
架构复杂,不灵活 |
架构复杂,不灵活 |
工艺变更 |
可以 |
不可以 |
不可以 |
应用 |
用于专用的应用程序 |
用于复杂应用 |
用于大型工业(需要远程监控) |
五、我们如何选择使用PLC系统、DCS系统、SCADA系统?
如果我们需要控制一个单一的过程,那么我们可以使用PLC,它也可以在工业工厂有广泛的使用。与DCS相比,PLC具有更快的扫描时间,因此可用于进行安全联锁。PLC也可以用于控制特定的制造过程。PLC也可以代替继电器,对控制回路具有良好的处理能力。
当我们需要控制整个工厂时,我们可以使用DCS.
对于过程控制失败可能导致很大损失的地方,比如在化工厂可以使用DCS。
由于DCS具有广泛的 络特性,它可以很容易地确定故障。为了确定工厂的产量,工业 络已经变得非常重要,因此PLC已经成为DCS的一个部分。
如果您需要控制器冗余,那么您可以选择DCS,所以如果有任何控制器故障,那么我们的控制器就会有一个冗余。如果它是一个大型系统,而且您也需要获得很多以前的数据,那么您可以选择DCS。
SCADA是一个软件,而不是像DCS和PLC那样的控制器,基本上,它收集数据并监控整个工厂。SCADA用于需要数据收集、数据传输和远程工厂监控的大型行业。SCADA系统用于发电和传输装置,石油和天然气,它也用于许多需要经常监测的化工厂。SCADA将向PLC和DCS传输数据和命令,以控制指定的进程。
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