DCS和PLC之間有什么不同

　　控制類(lèi)產(chǎn)品名目繁多，各家叫法不一。通常使用的控制類(lèi)產(chǎn)品包括DCS、PLC兩大類(lèi)。我們又將DCS的概念拓展到FCS。?

　　????DCS（Distributed?Contorl?System），集散控制系統(tǒng)，又稱(chēng)分布式控制系統(tǒng)。?

　　????PLC（Program?Logic?Control?），可編程邏輯控制器。

　　發(fā)展到現(xiàn)在，DCS和PLC之間沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的界線，在大多數(shù)人看來(lái)，大的系統(tǒng)就是DCS，小的系統(tǒng)就叫PLC。當(dāng)然，這么說(shuō)也不是不可以，但是還不對(duì)?，F(xiàn)在我們來(lái)重新建立這個(gè)觀念。

　　DCS和PLC之間有什么不同

　　先進(jìn)的大中型過(guò)程控制基本上以采用PLC和DCS為主，包括將DCS概念拓展的FCS。而目前，新型的DCS與新型的PLC，都有向?qū)Ψ娇繑n的趨勢(shì)。新型的DCS已有很強(qiáng)的順序控制功能；而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò)，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉。

　　之前我們介紹過(guò)PLC，自控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，DCS和PLC之間沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的界線，在大多數(shù)人看來(lái)，大的系統(tǒng)就是DCS，小的系統(tǒng)就叫PLC?，F(xiàn)在我們就這兩個(gè)來(lái)找不同：

　　1、發(fā)展的來(lái)由

　　DCS從傳統(tǒng)的儀表盤(pán)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)。因此，DCS從先天性來(lái)說(shuō)較為側(cè)重儀表的控制，比如我們使用的YOKOGAWA CS3000 DCS系統(tǒng)甚至沒(méi)有PID數(shù)量的限制（PID，比例微分積分算法，是調(diào)節(jié)閥、變頻器閉環(huán)控制的標(biāo)準(zhǔn)算法，通常PID的數(shù)量決定了可以使用的調(diào)節(jié)閥數(shù)量）。

　　PLC從傳統(tǒng)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(qiáng)調(diào)的是邏輯運(yùn)算能力。

　　2、系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和兼容性

　　市場(chǎng)上控制類(lèi)產(chǎn)品繁多，無(wú)論DCS還是PLC，均有很多廠商在生產(chǎn)和銷(xiāo)售。對(duì)于PLC系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般沒(méi)有或很少有擴(kuò)展的需求，因?yàn)镻LC系統(tǒng)一般針對(duì)于設(shè)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(tǒng)要求資源共享，對(duì)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)絡(luò)結(jié)構(gòu)，比如西門(mén)子的MPI總線性網(wǎng)絡(luò)，甚至增加一臺(tái)操作員站都不容易或成本很高。

　　DCS在發(fā)展的過(guò)程中也是各廠家自成體系，但大部分的DCS系統(tǒng)，比如橫河、YOKOGAWA、霍尼維爾、ABB等等，雖說(shuō)系統(tǒng)內(nèi)部（過(guò)程級(jí)）的通訊協(xié)議不盡相同，但操作級(jí)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)不約而同的選擇了以太網(wǎng)絡(luò)，采用標(biāo)準(zhǔn)或變形的TCP/IP協(xié)議。這樣就提供了很方便的可擴(kuò)展能力。在這種網(wǎng)絡(luò)中，控制器、計(jì)算機(jī)均作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)存在，只要網(wǎng)絡(luò)到達(dá)的地方，就可以隨意增減節(jié)點(diǎn)數(shù)量和布置節(jié)點(diǎn)位置。另外，基于windows系統(tǒng)的OPC、DDE等開(kāi)放協(xié)議，各系統(tǒng)也可很方便的通訊，以實(shí)現(xiàn)資源共享。

　　3、數(shù)據(jù)庫(kù)

　　DCS一般都提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)。換句話說(shuō)，在DCS系統(tǒng)中一旦一個(gè)數(shù)據(jù)存在于數(shù)據(jù)庫(kù)中，就可在任何情況下引用，比如在組態(tài)軟件中，在監(jiān)控軟件中，在趨勢(shì)圖中，在報(bào)表中……而PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)通常都不是統(tǒng)一的，組態(tài)軟件和監(jiān)控軟件甚至歸檔軟件都有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)。為什么常說(shuō)西門(mén)子的S7400要到了414以上才稱(chēng)為DCS？因?yàn)槲鏖T(mén)子的PCS7系統(tǒng)才使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，而PCS7要求控制器起碼到S7 414-3以上的型號(hào)。

　　4、時(shí)間調(diào)度

　　PLC的程序一般不能按事先設(shè)定的循環(huán)周期運(yùn)行。PLC程序是從頭到尾執(zhí)行一次后又從頭開(kāi)始執(zhí)行。（現(xiàn)在一些新型PLC有所改進(jìn)，不過(guò)對(duì)任務(wù)周期的數(shù)量還是有限制。）而DCS可以設(shè)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)周期采樣。這樣，DCS可以合理的調(diào)度控制器的資源。

　　5、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　一般來(lái)講，DCS慣常使用兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一層為過(guò)程級(jí)網(wǎng)絡(luò)，大部分DCS使用自己的總線協(xié)議，比如橫河的Modbus、西門(mén)子和ABB的Profibus、ABB的 CAN bus等，這些協(xié)議均建立在標(biāo)準(zhǔn)串口傳輸協(xié)議RS232或RS485協(xié)議的基礎(chǔ)上?，F(xiàn)場(chǎng)IO模塊，特別是模擬量的采樣數(shù)據(jù)（機(jī)器代碼，213/掃描周期）十分龐大，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)干擾因素較多，因此應(yīng)該采用數(shù)據(jù)吞吐量大、抗干擾能力強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)?；?a href="http://wenjunhu.com/tags/rs/" target="_blank">RS485串口異步通訊方式的總線結(jié)構(gòu)，符合現(xiàn)場(chǎng)通訊的要求。 IO的采樣數(shù)據(jù)經(jīng)CPU轉(zhuǎn)換后變?yōu)檎螖?shù)據(jù)或?qū)嵭螖?shù)據(jù)，在操作級(jí)網(wǎng)絡(luò)（第二層網(wǎng)絡(luò)）上傳輸。因此操作級(jí)網(wǎng)絡(luò)可以采用數(shù)據(jù)吞吐量適中、傳輸速度快、連接方便的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)因操作級(jí)網(wǎng)絡(luò)一般布置在控制室內(nèi)，對(duì)抗干擾的要求相對(duì)較低。因此采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)是最佳選擇。TCP/IP協(xié)議是一種標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議，一般我們采用100Mbit/s的通訊速度。

　　PLC系統(tǒng)的工作任務(wù)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量一般不會(huì)太大，所以常見(jiàn)的PLC系統(tǒng)為一層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。過(guò)程級(jí)網(wǎng)絡(luò)和操作級(jí)網(wǎng)絡(luò)要么合并在一起，要不過(guò)程級(jí)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化成模件之間的內(nèi)部連接。PLC很少使用以太網(wǎng)。

　　6、應(yīng)用對(duì)象的規(guī)模

　　PLC一般應(yīng)用在小型自控場(chǎng)所，比如設(shè)備的控制或少量的模擬量的控制及聯(lián)鎖，而大型的應(yīng)用一般都是DCS。當(dāng)然，這個(gè)概念不太準(zhǔn)確，但很直觀，習(xí)慣上我們把大于600點(diǎn)的系統(tǒng)稱(chēng)為DCS，小于這個(gè)規(guī)模叫做PLC。我們的熱泵及QCS、橫向產(chǎn)品配套的控制系統(tǒng)一般就是稱(chēng)為PLC。

　　PLC與DCS發(fā)展到今天，事實(shí)上都在向彼此靠攏，嚴(yán)格的說(shuō)，現(xiàn)在的PLC與DCS已經(jīng)不能一刀切開(kāi)，很多時(shí)候之間的概念已經(jīng)模糊了。