【SCADA 和計算機技術緊密相關】
個SCADA系統誕生于70年代（大型機時代，Window系統誕生于1985年），是基于專用計算級和專用操作系統，例如電力自動化研究院為華北電網開發(fā)的SD176系統。的SCADA的應用于電網和鐵路的調度[1]；
隨著操作系統和計算級的發(fā)展，按照開放的原則，基于分布式計算機網絡以及關系數據庫技術應用于SCADA系統[2]。但在90年代中期之前，今天我們常見SCADA系統中的組態(tài)軟件的應用并不普及，大家逐漸意識到原有的上位機編程的開發(fā)方式，對項目來說是費時費力、得不償失的，標準功能的SCADA系統上位組態(tài)軟件開始進入高速發(fā)展時期。
西門子可以追溯到90年代前后基于 DOS 及 Windows3.X 操作系統，開發(fā)了SCADA軟件COROS；
1996年西門子和微軟深度合作，基于Window系統，發(fā)布了SCADA系統軟件Wincc發(fā)布V1.0版本，Wincc軟件目前已經迭代了30多個版本，功能也越來越加強大。
綜上所述，SCADA系統逐漸從電網調度應用開始、發(fā)展到汽車、機械、電子等離散行業(yè)，SCADA的核心在于數據采集和監(jiān)控。
【DCS系統和儀表控制技術緊密相關】
DCS又稱集散控制系統，是以微處理器為基礎，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協調設計原則的新一代儀表控制系統。
在儀表控制領域，50年代采用基于氣動信號的基地式氣動控制儀表系統，這個系統被稱為PCS（過程控制）系統，1975年前后，和SCADA系統發(fā)展相似，隨著計算機技術的發(fā)展，儀表控制領域開始采用中小規(guī)模集成電路而形成的直接數字控制器(DDC)的自控，結合陰極射線管(CRT)、數據通信技術，開發(fā)出了以集中顯示操作、分散控制為特征的集散系統，后來逐漸統一稱為分散型控制系統(DCS)[3]。發(fā)展到90年代，隨著現場總線的引入，基于統一通信的控制系統DCS系統架構開始完善，一直發(fā)展到今天，標準的DCS系統開始應用于更多領域[4]。
西門子DCS產品為PCS7，由80年代前后推出，目前大量應用于鋼鐵、水處理、水泥、制藥等流程行業(yè)。
綜上所述，DCS從傳統的儀表盤監(jiān)控系統發(fā)展而來。因此，DCS從先天性來說較為側重儀表的控制，DCS系統目前主要應用食品飲料、制藥、石化等流程行業(yè)，DCS系統核心在控制。下圖為西門子DCS和SCADA系統詳細對比。
從發(fā)展歷史的角度來看，DCS和SCADA有著高度的相似形，都是伴隨著計算機的發(fā)展，采用計算機處理器采集和運算數據、利用標準通信網絡傳輸數據、利用數據庫技術分析和處理數據。不同的地方在于，兩個系統最初的應用場景、應用行業(yè)，逐漸演變成了今天的SCADA（應用于離散行業(yè)，偏重數據采集與監(jiān)視調度）和DCS系統（應用于流程行業(yè)，偏重于控制）。
佰思杰[5]等從概念、系統架構、應用場合比較全面的介紹了SCADA、DCS、PLC的區(qū)別，區(qū)別如下：
其中全文比較形象的介紹了三者的區(qū)別：
SCADA：（Supervisory Control And Data Acquisition）監(jiān)測控制和數據采集系統，不光是控制，重點更加突出數據采集和監(jiān)控處理。
DCS：（Distributed Control System）分布式控制系統，主要用在控制領域。是以微處理器為基礎，采用分散控制、集中顯示、分而自治、綜合協調的設計原則的新一代儀表控制系統。
PLC：（programmable logical controller）在工業(yè)自動化和控制系統的網絡體系結構中，PLC作為重要的底層控制部件，通常應用在SCADA和DCS系統中，用于實現工業(yè)設備的具體操作與工藝控制。
知友Patrick Zhang[6]在
段崇偉[7]從技術SCADA、DCS的發(fā)展歷程、技術特點、發(fā)展趨勢分析了SCADA和DCS的區(qū)別，文中強調SCADA和DCS作為計算機和控制技術的結合物，二者有著相通性，但是在具體應用場合會有差別。
李小棉[8]在對比SCADA和DCS系統時，強調DCS系統在模擬量處理方面具有一定優(yōu)勢，發(fā)展初期主要側重于回路調節(jié)功能。SCADA 系統的特點在于其廣泛的監(jiān)視范圍和龐大的數據量，因此其數據庫功能要求非常強大，人機界面的設計也要求非常精心，以便于工作人員及時準確的處理異常問題。
談發(fā)展，離不開現今制造業(yè)非常關注的兩個關鍵詞：“IT和OT的融合”、“工業(yè)4.0”。在第四個工業(yè)革命的浪潮中，不論是SCADA還是DCS系統都在順應技術和市場的需求發(fā)生變化，簡而言之，在傳統的SCADA和DCS系統中，開始大量的運用互聯網技術。筆者以西門子SCADA和DCS系統為例，來介紹兩個系統的發(fā)展趨勢：
【SCADA—IT和OT融合】
談SCADA的發(fā)展，筆者作為一線銷售，感受的是SCADA系統在離散制造業(yè)被大量提及，在企業(yè)數字化、信息化發(fā)展的大背景下，讓企業(yè)中、企業(yè)間的數據能夠順暢、高效的流動，進而帶來生產效率、質量等提高；那么對于大量離散行業(yè)的用戶，首先面臨的問題就在于生產設備中的數據和IT系統中的數據怎么能夠自由流動，生產現場設備的復雜性，光從技術維度來看，各種不同的通信協議，不同的控制系統，怎么能夠實現數據的實時采集是一個難點。
WinCC作為西門子的數據采集和監(jiān)控軟件，超過了傳統SCADA系統的范疇，支撐了更多聚焦于生產線和車間的“透明化運營管理”功能。下圖是Wincc圍繞IT和OT融合的功能介紹：
2018年，西門子發(fā)布了版的Wincc 7.5版本，在功能上做了的調整，可以明顯的看到版的Wincc圍繞通信功能做了更新，包括針對報警和條件已增強 OPC UA 客戶端。通過WinCC OPC服務器組態(tài)WinCC變量的訪問權限的選項，新增了WinCC Cloud Connect功能，可以使用 MQTT 協議將 WinCC 數據發(fā)送到云系統。
圍繞IT和OT融合的需求，西門子WinCC超過了 SCADA系統的范疇，開發(fā)了PM-選件，聚焦于生產線和車間的“透明化運營管理”功能，解決在生產制造環(huán)節(jié)的“數從何來”“數存何處”“數有何用”的基礎問題，實現產線的“數字化”。
【DCS—Web架構】
互聯網技術應用于DCS系統，以西門子DCS版本的產品可見一斑。西門子2019年在德國漢諾威工業(yè)展上推出過程行業(yè)基于Web的控制系統SIMATIC PCS neo，超越了傳統的CS（客戶端和服務器）架構，這可以說是一次大跨度的產品迭代。
相較于傳統的DCS系統，采用Web架構，將會對DCS應用產生哪些便利，西門子作為工業(yè)，為什么會有這樣一個版本發(fā)布？筆者基于這個思考，嘗試來解答這個問題。先說結論，利用Web架構，會將我們在生活中感受的互聯網的便利應用于工業(yè)場景。
1、 協同辦公。在客戶端這一側，采用網頁（HTTP5）的方式來實現客戶端訪問和控制，對項目編程階段更加有助于便捷的協同辦公，編寫項目，通過集中的面向對象數據管理，這種基于Web的創(chuàng)新可確保所有參與者始終可以直接訪問一致、可靠的信息。
2、 客戶端免維護。在項目運營階段，客戶端可以實現跨平臺（window系統、Linux系統、安卓系統等）訪問，同時實現客戶端的免維護。
3、 模塊化和可擴展性。SIMATIC PCS neo開放而靈活的架構集成了模塊化工程組態(tài)，通過即插即用操作就可支持各種模塊類型包（支持開放的 MTP標準）?；诘目蓴U展性，從小型工藝模塊到超大型工廠都可采用該軟件系統的控制技術。工程組態(tài)代碼具有的復用性，可根據不同的工廠規(guī)模靈活擴展與調整?；贗AS88和S106標準，利用CMT標準控制模塊類型，可以實現了程序的標準化，提升了程序的復用性，更加助力工程的標準化。
4、 標準化通信。集成了MTP模塊，可以更加便捷和現場第三方設備（要求第三方設備支持OPC-UA通信協議）連接。
下圖是PCS neo產品的特性介紹：
筆者最后從市場需求的角度，以市場對SCADA和DCS的需求，嘗試大膽的猜測SCADA和DCS系統的互相融合和借鑒的點，將從三個維度來闡述。
【可靠性】
對于DCS系統，因為其特殊的應用場合（流程行業(yè)，工藝不能中斷），可靠性是DCS發(fā)展的生命，現在市場技術要保證DCS的高可靠性目前主要有三種措施：一是廣泛應用高可靠性的硬件設備和生產工藝；二是廣泛采用冗余技術；三是在軟件設計上廣泛實現系統的容錯技術、故障自診斷和自動處理技術等。當今大多數集散控制系統的MTBF可達幾萬甚至幾十萬小時[4]。
在數字化大浪潮背景下，離散制造業(yè)SCADA系統同樣提出了可靠性的要求（要求的來源：數字化企業(yè)要求企業(yè)信息都能夠自由流動，企業(yè)的管理模式和生產模式都因此而發(fā)生改變，而SCADA作為溝通上層管理系統和底層自動化設備的中樞平臺，如果一旦SCADA系統出現宕機，對生產的影響非常大）。利用DCS的技術措施應用于離散制造業(yè)的SCADA系統，將會是對SCADA的新要求。也許在未來的SCADA系統中同樣會應用高可靠硬件、服務器冗余等方式。
【標準化】
DCS系統全廠采用統一的通訊協議和通訊方式，使得整個工廠的實時、準確、高效的控制。同樣的，針對離散制造業(yè)SCADA應用中，遇到的挑戰(zhàn)之一在于如何連接和底層不同設備的數據連接。在實際情況下，一個中等規(guī)模的工廠中設備上千臺，涉及幾百家供應商，如何能夠統一協調，采用統一控制架構會遇到一些新的挑戰(zhàn)。
以西門子某工廠SCADA應用為例，針對底層設備控制器的復雜性，提出了三個應用場景，針對一部分簡單工序，可以直接將控制功能上移，由控制器統一控制；針對一部分復雜工序，但供應商愿意配合的，采用西門子PLC控制器；針對一分部復雜工序，但供應商不愿意配合的，要求供應商按照S88標準，提供標準報文結構；來實現全廠的統一控制。這樣方案的好處可以實時真正有效的上傳下達，底層設備能夠實時接受上層軟件軟件的指令，上層軟件能夠實時采集到底層設備數據。使得離散制造業(yè)在制造層面的自動化能夠盡可能接近流程行業(yè)的DCS應用。按照這種構思，也許離散制造業(yè)未來全部的控制工作將在中控室完成。
【IT和OT融合】
前文所述，SCADA系統發(fā)展中提到了西門子基于SCADA軟件Wincc開發(fā)了PM生產管理插件，在流程行業(yè)因為它高度的自動化，生產管控對比離散行業(yè)更簡單，對大型專用的生產管理軟件MES需求程度不高，基于DCS系統，開發(fā)輕量級的生產管控軟件，也是符合市場需求的。
最后總結一下：
SCADA系統起始于電力監(jiān)控調度應用，更強調數據采集和監(jiān)控，的發(fā)展更強調功能擴展，實現生產管控。
DCS系統起始于儀表自動化，更強調控制，的發(fā)展是互聯網化，基于Web架構，具有更開放、更高可擴展性、模塊化的特性。
參考文獻：
[1] 百科—SCADA系統
[2] 韓宏亞. SCADA系統的應用與發(fā)展[J]. 農村電氣化, 2004(02):22-23.
[3] 裴建兵, 商超平. DCS及其發(fā)展趨勢[C]// 第十屆全國信息技術化工應用年會. 0.
[4] 百科，DCS
[5] 佰思杰等，微信文章“SCADA和DCS的區(qū)別以及PLC系統和它們的關系”
[6] Patrick Zhang, 知乎話題“SCADA和DCS的區(qū)別”
[7] 段崇偉. 淺談DCS、PLC及SCADA系統[J]. 今日科苑(20):163.
[8] 李小綿. 淺析自動控制技術應用系統——IPC、PLC、DCS、FCS、CIMC、SCADA[J]. 科技信息, 000(017):497,576.
本文由西門子工程師撰文回答，希望對題主和關注這個話題的知友們提供幫助
