DCS系統差異

　　摘要： 本文以DCS系統為出發點，通過對DCS和SCADA系統區別的簡要分析，尋求自動控制系統的格局和發展方向。
　　關鍵詞：DCSSCADA分布式控制數據采集與監視控制系統
　　中圖分類號：TP39文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)06(b)-0000-00
　　DCS系統，即分布式控制系統Distributed Control System，是相對于傳統的集中控制系統而言的一種計算機控制系統。它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。既有計算機控制系統控制算式先進、精度高、響應速度快的特點，又有儀表控制系統安全可靠、維護方便的優點。
　　SCADA系統即數據采集與監視控制系統Supervisory Control And Data Acquisition，是傳統控制系統的一種，主要以計算機技術為基礎，實現生產控制及調度自動化。
　　兩個系統在考慮服務的方向、系統側重的差異，導致了在整體上呈現出較大的區別。下面就對兩系統從幾個角度，做逐一比較。
　　1 功能定位不同
　　DCS以控制過程作為整個系統的中心任務。因此，DCS適用于復雜、高級的控制算法應用場景。
　　相對而言，SCADA定位于數據的監視、采集及處理。盡管通過遠程控制設備（如RTU），也能實現一些相當復雜的過程控制功能，但就整個SCADA系統而言，這些分散的就地控制任務并不是系統的核心；控制中心的數據庫更新和操作員站處對數據的過濾和處理才是系統的中心任務。
　　2 質量標準不同
　　二個系統最核心的區別體現在系統定位差異導致的質量標準差異。
　　DCS注重于控制質量，算法的復雜性；而對各分散的數據狀態信息的重視程度要稍遜。SCADA專注于數據的可靠性和事實性。對于不涉及數據質量的工作則分配給現場控制器，系統并不關注。
　　控制精度是DCS的核心關注點，硬件布線、軟件程序均圍繞精度而展開。SCADA旨在為用戶提供最及時、最有價值的數據資源。因此，SCADA系統要頻繁的證實監測到的數據和事件的準確性，確保系統獲取任何時刻出現的數據狀態的變化。SCADA系統有設置某些特殊事件的處理途徑，解決在數據掃描周期間出現的問題。
　　3 任務驅動不同
　　SCADA是由事件來驅動任務，而DCS是過程狀態驅動。DCS系統更注重過程的趨勢，而SCADA系統注重過程事件。
　　當某一物理量狀態發生改變時，SCADA系統會產生報警、數據更新、相應處理等一系列的系統動作。而在DCS系統，只有當系統按時間順序，掃描到該變化的物理量所在的控制回路時，才會更新相應的系統數據，并做相應處理。
　　DCS系統軟件的任務，相對于由事件驅動的SCADA系統，更關注系統運行的順序。因此當一個點變化時，報警和事件并不生成，只有當一個特定的過程控制回路執行時，系統才會報警和生成事件，驅動在該條件下的新任務的運行。
　　這個區別，也正好印證了，兩系統不同的質量衡量標準。還是上面的例子，如果，物理狀態的變化，恰好發生在兩個掃描周期之間，那么DCS系統很可能不能立刻發現該變化事件，因為按掃描順序，系統還沒有掃描到這個狀態環節。而SCADA系統則會因為該物理狀態的變化，產生系統報警和相關事件，記錄并更新系統數據。SCADA系統將狀態變化的事件，相對于系統常規掃描到的數據結果，在傳輸上會給予更高的優先級；因此，當某個狀態變化時，SCADA系統將跳過常規掃描程序，以獲取這個變化的狀態點的信息，完成數據庫的更新。
　　所以，DCS系統中，如果有任何緊急的狀態變化出現時，必須先鎖定這個狀態，以等待系統按順序掃描到這個狀態所在的控制環節；否則，當系統掃描到這個狀態時，不正常的緊急狀態變化很可能已經波動，甚至暫時恢復到正常設定狀態，這樣，在DCS系統中，就無法察覺到這個狀態的變化或波動。理論上說，DCS系統想監測到這樣類似的非正常狀態是很困難的。當然，由于掃描周期設定的時間，往往是最快處理時間要求的10倍；因此，大部分情況下，DCS更新信息的速度，就系統總體上看，是足夠快的，一般都可滿足控制速度的要求。
　　然而，對一些更加注重數據事實性和可靠性的場合，SCADA由事件驅動任務的特點，應該更能滿足客戶對數據實時性的追求。SCADA是事件來驅動任務，主要注意狀態的改變，包括狀態點，模擬量的改變。通常，一個狀態的變化將會導致系統的全面報警，生成相應事件，并更新數據庫，進行相應處理。系統允許按現場/系統區域，報警/事件的分類，顯示信息的重要性。這也體現出SCADA系統在數據記錄上的優勢。
　　4 服務領域不同
　　DCS多用于要求高級的控制算法的煉油行業、化工廠等領域。而在電力系統，油氣輸送管線等工程領域中，SCADA更為常見。如，需要遠距離測控的廣闊的采油區，綿延千里的輸送管線，電力網絡等。尤其在電力系統中，SCADA系統應用最為廣泛，技術發展也最為成熟。它在遠動系統中占有重