PLC vs DCS vs SCADA: 違い、比較表、および選択方法

PLC、DCS、および SCADA は常に混同されており、間違った選択をすると高くつくことになります。システムのサイズを大きくしすぎると、まったく使用しないハードウェアの代金を支払うことになります。サイズを小さくすると、回線や 2 番目のサイトを追加した瞬間に頭打ちになってしまいます。

このガイドでは、比較表、各システムのわかりやすい説明、実際のコストの範囲、意思決定の枠組み、およびどのブランドをどこで購入するかについてのアドバイスを提供します。

短いバージョン:

• PLC(プログラマブル ロジック コントローラー): デバイス レベルでマシンを実行する実行層。
• スカダ(監視制御およびデータ取得): マシンおよびサイト全体を監視、視覚化、およびログ記録する監視レイヤー。
• DCS(分散制御システム): 大規模な連続プロセスを 1 つの統合プラットフォームとして実行する分散プロセス制御層。{0}

包装ラインと石油精製所では、まったく異なるアーキテクチャが必要です。自分に合うものを見分ける方法は次のとおりです。

簡単な比較: PLC、DCS、SCADA の概要

すぐに答えを得るには、この表を使用してください。以下のセクションでその理由を説明します。

このように読んでください。PLC は筋肉、SCADA は目、DCS は 1 つの大きなプロセスのためのターンキー神経システムです。モデルが必要ですか?私たちのを参照してくださいPLC範囲そしてHMI 範囲.

PLC(プログラマブルロジックコントローラー)とは何ですか?

PLC は、特定の機械を制御するために構築された耐久性の高い産業用コンピューターです。これはオートメーションの実行層であり、センサー信号を読み取り、ロジックを実行し、出力をモーター、バルブ、ドライブにリアルタイムで切り替えます。

PLCの仕組み

PLC は、入力の読み取り、プログラムの実行、出力の更新、繰り返しという連続スキャン サイクルを実行します。各パスにはミリ秒かかり、タイミングは決定的であるため、同じ入力は常に同じ応答を生成します。この予測可能性により、部品が詰まる前にガード センサーがコンベアを停止できるのです。プログラムは通常、ラダー ロジックまたは構造化テキストで記述されます。

主要コンポーネント

PLC は、いくつかのコア部品から構築されています。

• CPU：プログラムを実行し、ロジックを処理します。
• 電源：入力 AC または DC をモジュールが必要とする電圧に変換します。
• I/Oモジュール:フィールドデバイスを接続し、オン/オフ信号はデジタル、圧力や温度などの範囲はアナログに接続します。
• 通信モジュール:Modbus、PROFINET、または EtherNet/IP を介して PLC を HMI、ドライブ、ネットワークにリンクします。
• プログラミングデバイス:ロジックを記述してロードする PC。

部品が必要ですか?私たちのを参照してくださいPLCモジュール.

コンパクト PLC とモジュラー PLC

コンパクト PLC は、固定 I/O、CPU、電力を 1 つの小型低コスト ユニットにまとめており、単一マシンに最適です。{0}}モジュラー PLC を使用すると、CPU、電源、および I/O カードを個別に選択し、後で拡張できます。経験則: 固定された小さな I/O ポイントはコンパクトになります。成長と混合シグナルはモジュラーを示しています。

PLC が最適に使用される場所

PLC は、包装とパレタイジング、コンベア、ロボットセル、自動組立など、速度と再現性ロジックが最も重要となるディスクリート製造の主流を占めています。高速スキャンと個別ロジック処理は、これらの高速オン / オフ タスクに必要なものです。-

強みと限界

PLC は柔軟性があり、比較的低コストで、変更が容易で、大規模な複数ブランドのエコシステムによって支えられています。{0}}限界は範囲です。PLC は機械を適切に制御しますが、それ自体ではプラント全体の視野を提供しません。- 1 つの画面から複数のマシンまたはサイトを監視するには、上位レイヤー SCADA を追加します。

SCADA (監視制御およびデータ収集) とは何ですか?

SCADA はコントローラーではありません。これは、PLC や RTU などのコントローラーの最上位に位置するソフトウェア層であり、オペレーターにプロセスを監視し、データを収集し、必要に応じて介入するための 1 つの場所を提供します。

SCADAの仕組み

SCADA システムは、PLC やリモート ユニットからライブ データを取得し、それを画面に変換し、値が範囲外になったときにアラームを鳴らし、傾向をすべて記録するヒストリアンを提供します。それは監視し、記録します。マシンレベルのロジックは実行しません。-その下のコントローラーが引き続き切り替えを行います。

主要コンポーネント

SCADA セットアップには通常、監視コンピュータ (マスター端末ユニット)、現場のリモート端末ユニット、ローカル制御を行う PLC、通信ネットワーク、監視する HMI ソフトウェア オペレータが含まれます。

SCADA と HMI: それらは同じですか?

これは人々をつまずかせます。 HMI はインターフェースであり、オペレーターがコマンドを読み取ってプッシュするパネルまたは画面です。 SCADA は、1 つ以上の HMI に加えて、その背後にあるヒストリアン、アラーム、通信、およびデータ処理を含む、より大規模な監視システムです。すべての SCADA システムには HMI がありますが、HMI だけでは SCADA ではありません。弊社のオプションを比較してくださいHMI 範囲.

SCADA が最適に使用される場所

SCADA は、上下水道、電力と公共事業、エネルギー資産、1 つの部屋から監視するマルチサイトの操作など、多数のマシンや分散した場所を一元的に可視化する必要がある場合に適しています。{0}{1}

強みと限界

SCADA は、集中監視、リモート制御、強力なデータ ロギングを提供します。トレードオフ: サーバーは、ダウンした場合にプロセス全体を隠す単一障害点になる可能性があり、システムには安全なネットワークが必要で、マシン レベルの制御はそれ自体では実行されません。-

DCS（分散制御システム）とは何ですか?

DCS は、1 つのベンダーの制御、視覚化、データ ロギングを組み合わせた単一の統合プラットフォームであり、大規模な継続的プロセス向けに構築されています。 PLC と SCADA では制御と監視が分離されていますが、DCS ではそれらが融合されます。

DCS の仕組み

制御は、プラントの周囲に配置された複数の冗長コントローラーに分散され、すべてが確定的なローカル ネットワーク上で結合されます。コントローラー、エンジニアリング ソフトウェア、オペレーター ステーションは同じベンダーから提供されており、緊密に統合されているため、システムはすぐにターンキーに近づくことができます。

主要コンポーネント

DCS は、構成用のエンジニアリング ワークステーション、監視用のオペレータ ステーション、ループを実行する分散プロセス制御ユニット、通信バックボーン、およびスマート フィールド デバイスを中心としています。

DCS が最適に使用される場所

DCS は、石油とガス、化学処理、発電、医薬品などのプロセスが継続的に実行され、ダウンタイムが非常に高くつき、安全性が規制される標準です。これらの操作には、組み込まれた冗長性と統合制御が必要です。-

強みと限界

DCS は、非常に高い信頼性、高度な冗長性、緊密な統合、および強力な規制適合性を提供します。また、高価で、厳格で、専門的なエンジニアリングが要求され、通常、ディスクリート製造には過剰です。ほとんどの中小規模のプラントでは、業務に必要な以上のシステムが必要です。-

PLC と SCADA から DCS にアップグレードする場合:信号はクリアです。 I/O 数は数千に達しています。コアプロセスは継続的です。規制当局や安全ケースでは、認定された冗長性が必要です。中断のない稼働時間は交渉の余地がありません。-これらを除けば、PLC と SCADA を併用すると、通常ははるかに低コストで作業を行うことができます。

PLC、DCS、SCADA: 主な違いの説明

定義は、各システムが何であるかを示します。違いが選び方を教えてくれます。各軸の最後には、それが決定に何を意味するかが表示されます。

制御と監視

PLC と DCS コントローラーは実際に物事を制御し、フィールド機器を動かす信号を送信します。 SCADA は監視します。監視、記録、アラームを行い、コントローラーの動作に依存します。機械の動作が必要であり、コントローラーも必要です。 SCADA だけではバルブは動きません。

離散型と連続型

これが最も重要な軸です。 PLC は、ディスクリート、高速、オン/オフ、モーション ロジック向けに構築されています。- DCS は、リアクター内の温度や流量などのアナログ ループを使用した連続プロセス用に構築されています。 SCADA は両方にまたがります。まずプロセスの種類を特定すると、選択肢はすぐに絞り込まれます。

集中型、分散型、監視型

PLC はローカル コントローラーです。 DCS は、1 つのベンダーの下でプラント全体に冗長制御を分散します。 SCADA はその下にコントローラーを集約します。同じ「コントロール」という言葉でも、3 つの異なる足跡。

冗長性、信頼性、スキャンまたは応答時間

実際には速度と信頼性が両者を分けます。 PLC は、オプションのアドオンとして冗長性を備え、およそ 1 桁から数十ミリ秒未満でスキャンします。- DCS は高可用性を実現するように設計されており、冗長コントローラー、ネットワーク、電源が標準装備されています。 SCADA の信頼性はネットワークとサーバーの設計に依存します。

統合とベンダー ロックイン-

単一ベンダーの DCS は緊密に統合されており、委託が簡単ですが、そのベンダーのハードウェアと価格設定に縛られます。{0} PLC と SCADA を使用すると、各要素を自分で統合する必要がありますが、ブランドとソースを自由に組み合わせることができます。 OPC UA のようなオープンスタンダードは、その摩擦を軽減し続けています。以下で説明するように、ブランドを自由に組み合わせることが購入の際に重要になります。

PLC、SCADA、DCS は連携できますか? (ハイブリッドアーキテクチャ)

ほとんどのガイドが埋もれているのは次のとおりです。1 つだけを選ぶことはめったにありません。実際の植物は、これらのシステムを層状に組み合わせています。

自動化ピラミッドをわかりやすく言うと

産業用制御は通常、ISA-95 モデルというピラミッドとして描かれます。一番下はフィールドレベル、つまりセンサーとアクチュエーターです。その上には制御レベルがあり、PLC とプロセス コントローラーがロジックを実行します。その上には監視レベルがあり、SCADA が操作を監視します。各システムは独自の層に存在します。

典型的なハイブリッドセットアップ

共通のセットアップ: PLC は個々のマシンとセルを実行します。 SCADA は最上位に位置し、オペレーターにラインを一元的に表示し、レシピを管理し、パフォーマンスを記録します。継続的なサブプロセスが必要な場合は、DCS または MES レイヤーが追加されます。食品工場では、充填および包装ラインで PLC を実行し、敷地上の SCADA レイヤーを実行し、温度が重要な混合段階でのみ DCS を実行する場合があります。-

IIoT、OPC UA、エッジの境界線がどのように曖昧になっているか

新しいテクノロジーにより、古い境界が緩みつつあります。 OPC UA や MQTT などのオープン プロトコルを使用すると、ベンダーに関係なく、Siemens PLC、サードパーティの SCADA プラットフォーム、エンタープライズ ソフトウェアがデータを直接交換できます。{1}エッジ デバイスはマシンの近くでデータを処理して、待ち時間を短縮します。その結果、10 年前よりも柔軟性が高く、ベンダーが混在するアーキテクチャが実現しました。{4}

PLC vs DCS vs SCADA: コストの比較

通常、購入者が尋ねる本当の質問は予算ですが、ほとんどのガイドはそれを無視します。ここでは、現実的な範囲とその範囲を決定する要因を示します。すべての数値は見積もりではなく、桁違いの推定値として扱います。--

コストの原動力となるもの

この数字を最も大きく左右するのは、I/O 数 (接続する信号の数)、指定する冗長性、エンジニアリングとプログラミングの労力、ソフトウェア ライセンス、統合の複雑さの 5 つの要因です。同じヘッドライン システムを備えた 2 つのプラントが、これらの上に遠く離れて着陸する可能性があります。

野球場の練習場

大まかな桁としては次のとおりです。

これらは計画範囲のみであり、見積もりではありません。実際の価格は、I/O 数、地域、人件費に大きく依存します。正確な数字については、見積もりを依頼する.

総所有コスト

買取価格はほんの一部です。総所有コストには、スペアパーツ、リードタイム、サポート、数年後に交換品をいかに簡単に調達できるかも含まれます。部品の在庫と短納期を備えた複数ブランドのサプライヤーは、最も高価な項目である計画外のダウンタイムを削減します。

選択方法: PLC vs DCS vs SCADA (意思決定フレームワーク)

3 つの質問を順番に解いてから、業界のショートカットを確認してください。

ステップ 1: 個別プロセスか連続プロセスか?

まずはプロセスから始めましょう。それは離散的（個別の部分、オン/オフおよびモーション ロジック）ですか、それとも連続的（流動する素材、アナログ ループ、定常状態制御）ですか。-ディスクリート作業は、通常は SCADA が上にある PLC を指します。真に継続的な大規模プロセスは DCS を指します。-この 1 つの答えにより、フィールドの大部分が解消されます。

ステップ 2: I/O ポイントとサイトはいくつですか?

次に、I/O ポイントと場所をカウントします。単一のマシン、または適度な I/O を備えた小規模な単一サイト ラインは、多くの場合 HMI を備えた PLC で快適に使用できます。-複数のマシン、複数のサイト、または集中的に監視されるリモート資産では、最上位の SCADA が必要になります。継続的なプロセスで数千の I/O が発生すると、DCS が必要になります。

ステップ 3: 予算、冗長性、社内のスキルは?{1}}

最後に、予算、冗長性、社内スキルを比較検討します。{0}限られた予算、PLC プログラミングに精通したチーム、および標準稼働時間のニーズにより、PLC と SCADA が有利になります。ハード冗長性、規制された安全ケース、および停止が危険またはコストがかかる場合の継続的な運用により、DCS が正当化されます。

業界別の簡単な推奨事項

素早いショートカット:

• 包装、自動車、一般組立:PLC、多くの場合 SCADA を使用します。
• 食べ物と飲み物:PLC と SCADA、重要な連続ステージのみに DCS を使用。
• 水と廃水:マルチサイト監視のための PLC および RTU 上の SCADA。{0}}
• 石油とガス、化学、電力:バックボーンとしての DCS。

これらは出発点であり、ルールではありません。当社のエンジニアに相談してくださいあなたのラインに合ったアドバイスを求めてください。

適切なブランドと購入場所の選択

システムのタイプがわかったら、次の 2 つの疑問が残ります。どのブランドをどこで購入するかです。ブランドの選択は、ランキングよりもフィット感を重視します。

主要ブランドを比較

主要なコントロール ブランドには、それぞれ明確なプロフィールがあります。

• シーメンス:大規模な SIMATIC エコシステム (S7-1200 および S7-1500) および TIA ポータル ソフトウェアをベースとした広範な世界標準であり、ディスクリート作業とプロセス作業に優れています。
• アレン-ブラッドリー (ロックウェル):ControlLogix、CompactLogix、および緊密な FactoryTalk 統合を備えた北米全土のデフォルトであり、自動車および食品および飲料で一般的です。
• シュナイダーエレクトリック:エネルギー、水、建築用途に強い Modicon 製品ライン。
• AB:-AC500 PLC ファミリは、プロセス産業、電力、ロボット工学で定評があります。
• 三菱：アジア全域で強力であり、MELSEC ラインでの-高速ディスクリートおよびパッケージングにおいて費用対効果が高い-。
• オムロン：センシング、ビジョン、モーションが統合されているため、パッケージングや電子部品の組み立てが頻繁に行われます。

唯一の最適なブランドというものはなく、アプリケーション、地域、既存の機器に最適なものがあるだけです。

新品と余剰品、リードタイム、スペアパーツ

新しいユニットには完全な保証と最新のファームウェアが付いていますが、価格が高く、納期が長くなる可能性があります。余剰部品または再生部品はコストが安く、製造中止されたモジュールに障害が発生した場合にラインを救済できますが、トレードオフとして限定保証が適用されます。-。緊急の故障では、事務手続きよりも可用性と配達速度が重要です。

マルチブランドのサプライヤーが役立つ理由-

マルチブランドのサプライヤーはここで生計を立てています。- 1 つのプロジェクト、ソース PLC、HMI、およびソース全体でブランドを混在させることができます。VFD1 か所から部品をより速く入手し、仕様に合わせてモジュールをカスタマイズできます。 Chentuo では、これがモデルです。つまり、大手メーカーにわたる大規模なマルチブランド在庫、短納期、カスタマイズ可能なモジュールです。-あなたが構築しているものを教えてください。見積もりを依頼する.

結論と次のステップ

PLC、SCADA、および DCS は競合他社ではありません。それらは 3 つの層です。 PLC はマシン レベルで実行され、SCADA はマシンとサイト全体を監視し、DCS は 1 つの統合プラットフォームとして大規模な連続プロセスを実行します。小規模および中規模の-規模のディスクリートまたは軽度の-プロセス操作のほとんどでは、PLC から開始し、プラント全体の可視性が必要な場合は SCADA を追加し、真に継続的でリスクの高いプロセスのために DCS を予約するのがデフォルトです。-

計画から部品に移行するときは、ハードウェアを決定に合わせてください。私たちのを参照してくださいPLC, HMI、 そしてVFD範囲、または見積もりを依頼する当社のエンジニアは、適切なシステムの仕様をお手伝いします。

よくある質問

 

 

PLC と SCADA は連携できますか?

はい、通常はそうします。 PLC はマシン レベルのロジックを実行します。一方、SCADA はその最上位に位置し、操作全体の監視、視覚化、ログの記録を行います。-これは、ディスクリートおよび軽量プロセス プラントで最も一般的なアーキテクチャです。{3}}

PLC、SCADA、DCS のどれが優れていますか?

それぞれが異なる問題を解決するため、どれも普遍的に優れているというわけではありません。 PLC は高速個別制御に適しており、SCADA は集中監視に適しており、DCS は大規模な連続プロセスに適しています。ほとんどの植物はそれらを組み合わせています。あなたのケースに合わせて上記の意思決定フレームワークを使用してください。

PLC、DCS、SCADA、HMI、違いは何ですか?

PLC は機械を制御し、DCS は連続プロセスを制御し、SCADA がそれらすべてを監視します。 HMI はオペレータが使用する画面です。これは 1 つのコンポーネントであり、通常は SCADA または PLC システムの一部であり、それ自体が制御システムではありません。弊社の HMI を比較してくださいHMI 範囲.

PLC、SCADA、または DCS システムのコストはいくらですか?

大まかな見積もりとして、1 回線の PLC と HMI は数千ドル前半、小規模施設向けの PLC と SCADA は約 10,000 ドルから数十万ドル前半、DCS は約 250,000 ドル以上です。これらは計画範囲であり、見積もりではありません。見積もりを依頼するあなたの詳細のために。

DCS が必要ですか? それとも PLC と SCADA で十分ですか?

ほとんどの中小規模のプラントでは、PLC と SCADA で十分であり、はるかに安価です。{0}}プロセスが継続的で、I/O が数千に達し、認定された冗長性または厳密な稼働時間が必要な場合は、DCS に移行します。それ以外の場合は、通常、PLC と SCADA が勝ちます。

どの PLC ブランドが最適ですか: Siemens、Allen{0}}Bradley、または三菱ですか?

地域や用途によって異なります。シーメンスは世界的にリードしており、アレン-ブラッドリーは北米でリードしており、三菱はアジアでの高速ディスクリート作業-においてコスト効率に優れています。-ブランドを既存の機器およびサポート ネットワークに合わせます。 3種類とも在庫ございますので、ブランドごとに PLC を参照するまたは私たちのチームに問い合わせてください。

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