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DCS與PLC的區別是什么？

閱讀次數：1103 發(fā)布時(shí)間： 2020-02-21 15:34:00

發(fā)展到現在，DCS和PLC之間沒(méi)有一個(gè)嚴格的界限，在大多數人看來(lái)，大的系統就是DCS，小的系統就叫PLC。當然，這么說(shuō)也不是不可以，但是還不對?，F在我們來(lái)重新建立這個(gè)概念。

首先，DCS和PLC之間有什么不同？

1● 從發(fā)展的方向來(lái)說(shuō)：

DCS從傳統的儀表盤(pán)監控系統發(fā)展而來(lái)。因此，DCS從先天性來(lái)說(shuō)較側重于儀表的控制，比如YOKOGAWACS3000，DCS系統甚至沒(méi)有PID數量的限制（PID，比例微分積分算法，是調節閥、變頻器閉環(huán)控制的標準算法，通常PID的數量決定了可以使用的調節閥數量）。

PLC從傳統的繼電器回路發(fā)展而來(lái)，最初的PLC甚至沒(méi)有模擬量的處理能力，因此，PLC從開(kāi)始就強調的是邏輯運算能力。

2● 從系統的可擴展性和兼容性的方面來(lái)說(shuō)：　

市場(chǎng)上控制類(lèi)產(chǎn)品繁多，無(wú)論DCS還是PLC，均有很多廠(chǎng)商在生產(chǎn)銷(xiāo)售。對于PLC系統來(lái)說(shuō)，一般沒(méi)有或者很少有擴展的需求，因為PLC系統一般針對于設備來(lái)使用。一般來(lái)講，PLC也很少有兼容性的要求，比如兩個(gè)或以上的系統要求資源共享，對于PLC來(lái)講也是很困難的事。而且PLC一般都采用專(zhuān)用的網(wǎng)路結構，比如西門(mén)子的MPI總線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò )，甚至增加一臺操作員站都不容易或成本很高。

DCS在發(fā)展的過(guò)程中也是各廠(chǎng)家自成體系，但大部分的DCS系統，比如橫河YOKOGAWA、霍尼韋爾、ABB等等，雖說(shuō)系統內部（過(guò)程級）的通訊協(xié)議不盡相同，但操作級的網(wǎng)絡(luò )平臺不約而同的選擇了以太網(wǎng)，采用標準或變形的TCP/IP協(xié)議。這樣就提供了很方便的可擴展能力。在這種網(wǎng)絡(luò )中，控制器、計算機均作為一個(gè)節點(diǎn)存在，只要網(wǎng)絡(luò )達到的地方，就可以隨意增刪節點(diǎn)數量和布置節點(diǎn)位置。另外，基于Windows系統的OPC、DDE等開(kāi)放協(xié)議，各系統也可很方便的通訊，已實(shí)現資源共享。

3● 從數據庫來(lái)說(shuō)：

DCS一般都提供統一的數據庫，換句話(huà)說(shuō)，在DCS系統中一旦一個(gè)數據存在于數據庫中，就可以在任何情況下引用，比如在組態(tài)軟件中、在監控軟件中、在趨勢圖中、在報表中......而PLC系統的數據庫通常都不是統一的，組態(tài)軟件和監控軟件甚至歸檔軟件都有自己的數據庫。為什么常說(shuō)西門(mén)子的S7-400要到了414以上才稱(chēng)為DCS，因為西門(mén)子的PCS7系統才使用統一的數據庫，而PCS7要求控制器起碼到S7414-3以上的型號。

4● 從時(shí)間調度上來(lái)說(shuō)：

PLC的程序一般不能按事先設定的循環(huán)周期運行。PLC程序使從頭到尾執行一次后又從頭開(kāi)始執行。（現在一些新型PLC有所改進(jìn)，不過(guò)對任務(wù)周期的數量還是有限制）而DCS可以設定任務(wù)周期。比如，快速任務(wù)等。同樣是傳感器的采樣，壓力傳感器的變化時(shí)間很短，我們可以用200ms的任務(wù)周期采樣，而溫度傳感器的滯后時(shí)間很大，我們可以用2s的任務(wù)采樣周期。這樣，DCS可以合理的調度控制器的資源。

5● 從網(wǎng)絡(luò )結構方面來(lái)說(shuō)：

一般來(lái)講，DCS慣常使用兩層網(wǎng)絡(luò )結構，一層為過(guò)程級網(wǎng)絡(luò )，大部分DCS使用自己的總線(xiàn)協(xié)議，比如橫河的Modbus、西門(mén)子和ABB的Profibus、ABB的CANbus等，這些協(xié)議均建立在標準串口傳輸協(xié)議RS232或RS485協(xié)議的基礎上?，F場(chǎng)IO模塊，特別是模擬量的采樣數據十分龐大，同時(shí)現場(chǎng)干擾因素較多，因此應該采用數據吞吐量大、抗干擾能力強的網(wǎng)絡(luò )標準?；赗S485串口異步通訊方式的總線(xiàn)結構，符合現場(chǎng)通訊的要求。IO的采樣數據經(jīng)CPU轉換后變?yōu)檎蛿祿驅?shí)型數據，在操作級網(wǎng)絡(luò )（第二層網(wǎng)絡(luò )）上傳輸。因此操作級網(wǎng)絡(luò )可以采用數據吞吐量適中、傳輸速度快、連接方便的網(wǎng)路標準，同時(shí)因操作級網(wǎng)絡(luò )一般布置在控制室內，對抗干擾的要求相對較低。因此采用標準以太網(wǎng)是最佳選擇。TCP/IP協(xié)議是一種標準以太網(wǎng)協(xié)議，一般我們采用100Mbit/s的通訊速率。

PLC系統的工作任務(wù)相對簡(jiǎn)單，因此需要傳輸的數據量一般不會(huì )太大，所以常見(jiàn)的PLC系統為一層網(wǎng)絡(luò )結構。過(guò)程級網(wǎng)絡(luò )和操作級網(wǎng)絡(luò )要么合并在一起，要不過(guò)程級網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)化成模塊之間的內部鏈接。PLC不會(huì )或很少使用以太網(wǎng)。

6● 從應用對象的規模上來(lái)說(shuō)：

PLC一般用在小型自控場(chǎng)所，比如設備的控制或少量的模擬量的控制及連鎖，而大型的應用一般都是DCS。當然，這個(gè)概念不準確，但很直觀(guān)，習慣上我們把大于600點(diǎn)的系統成為DCS，小于這個(gè)規模叫做PLC。

我們來(lái)討論一下彼此的相同（似）之處。

從功能上來(lái)說(shuō)：　

PLC已經(jīng)具備了模擬量的控制功能，有的PLC系統模擬量處理能力甚至還相當強大，比如西門(mén)子S7-400、ABB的ControlLogix和施耐德的Quantum系統。而DCS也具備相當強勁的邏輯處理能力。

從系統結構上來(lái)說(shuō)：

PLC與DCS的基本結構是一樣的。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)全面移植到計算機系統控制上了，傳統的編程器早就被淘汰。小型應用的PLC一般使用觸摸屏，大規模應用的PLC全面使用計算機系統。和DCS一樣，控制器與IO站使用現場(chǎng)總線(xiàn)（一般都是基于RS485或RS232異步串口通訊協(xié)議的總線(xiàn)方式），控制器與計算機之間如果沒(méi)有擴展的要求，也就是說(shuō)只使用一臺計算機的情況下，也會(huì )受用這個(gè)總線(xiàn)通訊。但如果有不止一臺計算機使用，系統結構就會(huì )和DCS一樣，上位機平臺使用以太網(wǎng)結構。這是PLC大型化后和DCS概念模糊的原因之一。

PLC和DCS的發(fā)展方向：

小型化的PLC將向更專(zhuān)業(yè)化的使用角度發(fā)展，比如功能更加有針對性、對應用的環(huán)境更有針對性等等。大型的PLC與DCS的界限逐步淡化，直至完全融合。

DCS將向FCS的方向繼續發(fā)展。FCS的核心除了控制系統更加分散化以外，特別重要的是儀表。FCS在國外的應用已經(jīng)發(fā)展到儀表級?？刂葡到y需要處理的只是信號采集和提供人機界面以及邏輯控制，整個(gè)模擬量的控制分散到現場(chǎng)儀表，儀表與控制系統之間無(wú)需傳統電纜連接，使用現場(chǎng)總線(xiàn)連接整個(gè)儀表系統。（目前國內有橫河在中海殼牌石化項目中用到了FCS，儀表級采用的是智能化儀表例如：EJX等，具備世界最先進(jìn)的控制水準）

業(yè)內人士細說(shuō)PLC與DCS的區別：

PLC與DCS無(wú)法比較，PLC是控制器，是孤立的產(chǎn)品，而DCS是系統。但PLC可以與DCS的控制站比較，PLC的循環(huán)周期在10毫秒左右，而DCS控制站在500毫秒左右，PLC的開(kāi)放性更好，作為產(chǎn)品其獨立工作的能力更強。

—— OMRON公司

DCS是一個(gè)系統包括上位軟件、網(wǎng)絡(luò )與控制器，而PLC只是一個(gè)控制器，要構成系統還需要上位SCADA系統和與之相連的網(wǎng)絡(luò )。對PID回路控制，現在三菱的過(guò)程控制器也可以實(shí)現象SAMA組態(tài)一樣的FBD編程；DCS系統更大，控制的回路數目更多，有比較多的控制和算法，可以完成比較復雜的回路間的控制。硬件可靠性差不多。DCS可以做到I/O的冗余，PLC則不可以。相對而言，PLC構成的系統成本更低。

—— 三菱電機自動(dòng)化精密控制部經(jīng)理

DCS是一種“分散式控制系統”，硬件上包括現場(chǎng)控制器、操作員站計算機、工程師站計算機，以及聯(lián)系他們的網(wǎng)絡(luò )系統；DCS軟件上是一個(gè)整體方案，解決的是一個(gè)系統的所有技術(shù)問(wèn)題，系統各部分之間結合嚴密。　　PLC是一個(gè)裝置，硬件上等同于DCS中的現場(chǎng)控制器；軟件上是一個(gè)局部方案，站與站之間組織松散。

—— 貝加萊負責APROL產(chǎn)品應用開(kāi)發(fā)的技術(shù)經(jīng)理

分析DCS與PLC的區別，最關(guān)鍵的是兩點(diǎn)，一是DCS是分布式控制，擁有全局數據庫；二是PLC是順序掃描機制，DCS是以時(shí)間為基準的控制。我們的系統符合第一點(diǎn)，例如一個(gè)I/O標簽的修改，在HMI也可以同步體現。

——羅克韋爾自動(dòng)化過(guò)程市場(chǎng)產(chǎn)品經(jīng)理

（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )，版權歸原作者）