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SCADA・DCS・PLCの違いは?

このページでは、SCADA/DCS/PLCについてそれぞれ説明をしていくと共に、その違いについて解説していきます。何を使用するかを選択する際には、これらの情報を参考にしてみてください。

SCADA/DCS/PLCについて

SCADAとは?

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)は、大きな施設やインフラなどを構成している装置・設備から得られる情報を、ネットワークを利用して一箇所に集めて監視すると共に、必要に応じて制御するシステムです。これによって、施設内の機器を一箇所で管理・コントロールできるというわけです。

一例を挙げると、製造系の施設であれば、機械の作動状況や使用する部材のストック、進捗などの情報を一見管理し、その情報を元に、必要に応じて操作や補充といった対応を行っていけます。導入することで、作業・効率は大幅にアップすることが期待できます。

DCSとは?

DSCは分散制御システム(distributed control system)の略称で、システムを構成する各機器ごとに制御装置を設けるシステムです。それぞれの制御装置はネットワークで接続され、お互いに通信を行って監視します。はじめはアナログ信号のPID制御(ループ制御)用として用いられてきましたが、今では強力なシーケンス制御機能も組み込まれています。1980年代から普及が進み、化学系プラントや製薬会社、貨物船などで導入をされてきており、現在では主にポンプなどで使用されています。

PLCとは?

PLC(Programmable Logic Controller)は、機械を自動的に制御する装置の名称です。状況に応じて機械の動作を変更するのではなく、機械が行う動作に対して事前に順序を付けて記憶させることで、効率的に機械を動かせる装置となります。小型の設計が可能なため、スペースを有効活用でき、さらに動作の変更が容易なことから、これまでに多くのシーンで使われてきました。たとえば、工場や発電所、変電所といった大規模な施設だけでなく、エアコンや全自動洗濯機などの家庭用電化製品をはじめ、エレベーターや信号機、自動販売機、自動ドアなど、日常的に接する機会の多いものにも多く用いられています。

現在の主流はDCSやPLC

上記3つを比べると、SCADAの利便性が高いように思われますが、現状では国内において、そこまで広く使用されているわけではありません。SCADAのように一元管理せずとも、これまでに導入されてきたDCSやPLCで対応が可能な上、実際に人が動いて数字を把握する、というスキームで動いている工場も多々あるからです。そうしたところにSCADAを導入しようにも、そもそもの設計が非常に複雑になる上、業務フローの変更、社員教育など、導入にかかる労力やコストもかかるため、導入自体はそれほど進んでいたわけではありませんでした。

今後はSCADAがメインに?

近年ではネットワーク関連技術の確立によってアプリケーションのオープンソース化やパッケージ化が進んだ結果、汎用性があって一元管理に特化したSCADAが比較的安価で実装できるようになりました。特に、産業情報の一元管理による業務効率化を考えた場合、現場で人がメモして情報を管理するアナログなやり方や、これまでのDCS・PLCによる管理と比べた場合、汎用性が高く応用範囲も広いSCADAを採用する事例が増えています。

そしてIoT技術の進歩により、センサーや制御装置の小型化などが進んだこと、情報の種類や情報量が大幅に増えたことで、より細かな監視制御が必要なところも増えて居ます。SCADAを使用した監視・制御の自動化、ネットワーク技術の向上によるリアルタイム処理にも期待が集まっており、今後はSCADA自体の性能向上、そして普及が進むことでしょう。

SCADAの仕組み

SCADAは、利用するシーンに応じてツールや技術を柔軟に変更できます。SCADAは大きく分けて「センサーなどの情報入力ツール」「情報の監視・制御ツール(PLCはここに含む)」「情報の表示・管理ツール」「通信基盤」の4つで構成されています。それぞれにおいて利用する機器はある程度自由に決められるので、適材適所なシステムを組むことが可能になっている、というわけです。特に最近ではテクノロジーの進歩に伴いセンサー類も発達、それらをインターネットでつなぐことで、SCADAの一括監視に組み込んで業務改善、効率化に役立てる、ということが増えてきています。

PLCは産業用ロボットにも必須

PLCは産業用ロボットにも使用ができます。近年は製造現場において、産業用ロボットが目覚ましい活躍を見せるようになりました。産業用ロボットは人員を置き換える、という点で活用が期待できるだけでなく、コンベアなどで生産工程の自動化システムを構築することで、生産性の最大化も図れます。人的要因による効率の変化などが生じないからです。ただ、産業用ロボットをより活かすためには、スペースの確保・保守・メンテナンスの迅速さなどが必要になってきます。

PLCは、省スペースで安全に動作順序のコントロールができ、周辺機器との連携などを行えるため、ロボットシステムにも必須となっています。

SCADAとDCSの違いはなくなってきている

SCADAとDCSは、大きく分けると「一元管理をするか、分散管理をするか」という違いがあります。SCADAであれば一箇所で全てを統括できますが、その分システム自体の規模は大きくなっていきます。DCSであれば、ある程度個別に管理できますが、それぞれが集めた情報を別途で統括する必要も出てくるでしょう。ただ、近年ではネットワーク技術の向上などによって、DCS同士の連携がよりスムーズ、かつ的確に行えるようになってきており、SCADAとDCSの違いは薄れてきているということも見逃せません。今後こうしたシステムを導入する際には、何が目的か、そのためにどんなシステムが必要なのか、という点をしっかりと把握し、判断していくようにする必要があると言えそうです。

最後に

システムの導入については、さまざまな要因が関わってきます。現状のシステムがどうか、問題点は何か、その改善のために何が必要か、そのためのコストはどうか、導入後の試算はどうか、さらには導入によって採算がとれるのか、など…。システム導入は経営の基盤に関わることですから、どれだけ慎重になっても損はありません。ただ、明らかにメリットがデメリットを上回るということであれば、導入に踏み切る決断も必要です。

SCADA、DCS、PLSと、それぞれにメリット、デメリットがあります。それらをしっかりと把握した上で、最適な選択をするようにしてください。