李小剛

DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)探討

李小剛

本文對(duì)DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)展開分析，比較兩者之間的異同，為相關(guān)工作提供一定的參考與指導(dǎo)。

DCS系統(tǒng)；PLC系統(tǒng)；特點(diǎn)

在工業(yè)生產(chǎn)控制過程中，DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)均發(fā)揮著不可替代的作用，但是兩者之間具有本質(zhì)上的差異。為了更加高效的指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)控制，提升工業(yè)效率及質(zhì)量，需要重視DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)與差異，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求，恰當(dāng)?shù)倪x取控制系統(tǒng)?；诖?，本文對(duì)DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)展開具體的分析，期望能夠產(chǎn)生一定的積極效用。

1 DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)介紹

DCS系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為分散控制系統(tǒng)，亦被稱為集中分散型控制系統(tǒng)。微處理器是DCS系統(tǒng)的核心部件。該系統(tǒng)能夠有效的實(shí)現(xiàn)地理、功能上的相對(duì)分散控制。DCS系統(tǒng)可以通過微處理器（或者數(shù)據(jù)通道）將各個(gè)分散點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息收集、整合起來，進(jìn)行數(shù)據(jù)的整體處理，并且全面的提升了數(shù)據(jù)監(jiān)控質(zhì)量。DCS系統(tǒng)具有強(qiáng)大的事故分析、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、性能計(jì)算、各種自動(dòng)生成以及打印等功能，具有較高的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值。目前DCS系統(tǒng)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在DCS系統(tǒng)中，執(zhí)行器的測(cè)量變送往往依賴于模擬儀表完成。DCS系統(tǒng)能夠與控制室中的監(jiān)控計(jì)算機(jī)共同作用，構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)。不僅如此DCS系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)模擬與數(shù)字相結(jié)合的混合系統(tǒng)升級(jí)，最終實(shí)現(xiàn)高級(jí)、復(fù)雜的程序控制。

PLC系統(tǒng)是一種嵌入式的工控機(jī)，亦被稱為可編程控制器自動(dòng)控制裝置。PLC系統(tǒng)以順序控制為主，并且在控制運(yùn)行的過程中，往往以回路調(diào)節(jié)為軸，完成一系列的邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算等。PLC系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)量控制，又能進(jìn)行有效的模擬量控制。與此同時(shí)，PLC系統(tǒng)還具有強(qiáng)大的通信功能。在現(xiàn)實(shí)生活中，PLC系統(tǒng)已經(jīng)在多臺(tái)設(shè)備自動(dòng)化、單臺(tái)設(shè)備自動(dòng)化、工廠生產(chǎn)過程中加以應(yīng)用，發(fā)揮著不可替代的作用。

2 DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

DCS系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：①DCS系統(tǒng)（分散控制系統(tǒng)）能夠與TDCS系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)）相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)集4C技術(shù)于一體的實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)；②DCS系統(tǒng)從上到下的系統(tǒng)形態(tài)為樹狀拓?fù)?，而且其通信功能是DCS控制系統(tǒng)的關(guān)鍵；③DCS系統(tǒng)中的PID在中斷狀態(tài)下能夠與計(jì)算機(jī)相連接并且結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表實(shí)現(xiàn)監(jiān)控；④DCS系統(tǒng)具有樹狀拓?fù)?、連續(xù)性的鏈路結(jié)構(gòu)，并且在現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表中能夠有效的接入大量的電纜，實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行；⑤A/D-D/A、模擬信號(hào)、微處理器等混合使用能夠?qū)崿F(xiàn)DCS系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并且DCS系統(tǒng)由智能儀表、計(jì)算機(jī)共同構(gòu)成，且由數(shù)字信號(hào)取代傳統(tǒng)的模擬信號(hào)；⑥D(zhuǎn)CS系統(tǒng)中的每一臺(tái)儀表、每一對(duì)線均能夠有效的接入I/O，并且通過控制站將該系統(tǒng)掛到局域網(wǎng)LAN上；⑦DCS系統(tǒng)屬于3級(jí)結(jié)構(gòu)，分別為：操作員站、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站、工程師站；⑧DCS系統(tǒng)的成本較高，而且各公司不能互相操作，產(chǎn)品不能互換，而且根據(jù)不同的工程需要，所選用的DCS系統(tǒng)存在差別；⑨DCS系統(tǒng)主要應(yīng)用于大規(guī)模的連續(xù)過程控制（如發(fā)電領(lǐng)域等）。

PLC系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：①PLC系統(tǒng)用傳統(tǒng)的開關(guān)量控制實(shí)現(xiàn)了順序控制，并且在運(yùn)算處理上，是自下而上進(jìn)行的；②PLC系統(tǒng)具有豐富的功能，如：定時(shí)控制、邏輯控制、步進(jìn)（順序）控制、計(jì)數(shù)控制、數(shù)據(jù)處理能力、通信能力、連續(xù)PID控制、連網(wǎng)等；③PLC系統(tǒng)可以單獨(dú)的設(shè)立一臺(tái)PC機(jī)作為控制的主站，與此同時(shí)，還可以設(shè)立多臺(tái)同型的PLC裝置為從站；④PLC系統(tǒng)在編程時(shí)，只需要按照說明書格式進(jìn)行準(zhǔn)確的編寫即可，無需使用任何的通信協(xié)議；⑤PLC系統(tǒng)既可以獨(dú)立于DCS/TDCS，又可以作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)，具有雙重屬性；⑥PLC系統(tǒng)主要應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)控中的順序控制，不僅如此新型的PLC系統(tǒng)具有強(qiáng)大的閉環(huán)控制功能。

3 DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)比較

結(jié)合上述的分析以及實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：DCS系統(tǒng)能夠提供比較完整的系統(tǒng)給用戶，并且在系統(tǒng)軟件上屬于一個(gè)整體方案，具有統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境，能夠有效的解決系統(tǒng)的所有技術(shù)問題，并且系統(tǒng)之間的各個(gè)部分緊密的聯(lián)系在一起。DCS系統(tǒng)在復(fù)雜的過程控制中，具有重要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并且屬于分布式控制，能夠涵蓋全局統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，全面的提升控制效率及質(zhì)量，而且可以隨意的增減節(jié)點(diǎn)或者重新布置節(jié)點(diǎn)的位置，實(shí)現(xiàn)資源共享，從而全面的提升系統(tǒng)控制價(jià)值。但是由于DCS系統(tǒng)的成本較高，而且各公司不能互相操作，產(chǎn)品不能互換，往往導(dǎo)致DCS系統(tǒng)的應(yīng)用范圍受限。

PLC系統(tǒng)則只是一個(gè)控制裝置，在硬件上，一般等同于DCS系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制器，在控制中，需要進(jìn)行系統(tǒng)集成，因此在效率及質(zhì)量上不如DCS系統(tǒng)。另外PLC系統(tǒng)控制需要建立在不同的開發(fā)環(huán)境上，難以在第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)信息的集中處理，難以提升控制效率。但是PLC系統(tǒng)既可以獨(dú)立于DCS/TDCS，又可以作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)，具有強(qiáng)烈的專用型，在專用情況下，能夠產(chǎn)生一定的應(yīng)用價(jià)值，但整體應(yīng)用效果不如DCS系統(tǒng)。除此之外，PLC系統(tǒng)在軟件上呈現(xiàn)局部方案，這會(huì)導(dǎo)致PLC站與站之間具有強(qiáng)烈的組織松散性，表現(xiàn)為其操作較DCS復(fù)雜，且由于PLC系統(tǒng)操作需要采用梯形圖邏輯實(shí)現(xiàn)控制，大部分的儀表工作人員難以掌握操作技巧，總體的操作簡(jiǎn)便性不如DCS系統(tǒng)。

通過比較DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：在實(shí)現(xiàn)順序聯(lián)鎖功能方面，DCS與PLC相比，處于弱勢(shì)地位，而且DCS系統(tǒng)邏輯執(zhí)行速度弱于PLC。與此同時(shí)PLC構(gòu)成的系統(tǒng)成本遠(yuǎn)低于DCS。DCS系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)控制站上，實(shí)施了集中式控制方法，在一定程度上，雖然支持遠(yuǎn)程分布式I/O，但是成本較高，難以投入使用。相比之下PLC系統(tǒng)則可以利用成本優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程分布式I/O，而且使得其梯級(jí)更加小巧靈活。但是我們不能忽視DCS系統(tǒng)所具有的強(qiáng)大的通信和管理能力。總的來說，DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)各有千秋，在現(xiàn)如今高速發(fā)展的信息化時(shí)代，廣大的用戶更加期待獲取一種集DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)為一體的控制系統(tǒng)。不僅如此，用戶可能更需要具備體積小、功能全、價(jià)格低、可靠性高等特點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，所以仍需要相關(guān)專業(yè)人員對(duì)產(chǎn)品更多與時(shí)俱進(jìn)的探索、創(chuàng)新。

4 結(jié)語

總而言之，DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)各有千秋，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域均有重要的使用價(jià)值，需要根據(jù)實(shí)際情況，恰當(dāng)?shù)倪x用控制系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)之間的差異，往往是督導(dǎo)系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)的重要?jiǎng)恿Γ孕枰覀兎e極的探索更加高級(jí)的控制系統(tǒng)技術(shù)，期望本文的分析闡述能夠產(chǎn)生一定的積極效用。

[1]黃曉峰，林清俊，陳福利，等.DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)淺析[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2011，33（14）：45～47.

[2]Zhao Zhao.DCS system and PLC system based on Modbus protocol communication[J].Energy saving technology，2011，29（4）:340～343.

[3]顧其龍，虞翔.EIC一體化系統(tǒng)在化工評(píng)價(jià)裝置上的應(yīng)用[J].自動(dòng)化儀表，2013，34（9）：23～25.

[4]馮建玉，韓靜，劉雄，等.一種用于FTO系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的處理方法[J].化工自動(dòng)化及儀表，2015（6）：716～718.

[5]王海群，笪可靜，劉天虎，等.基于工業(yè)以太網(wǎng)與Modbus的多臺(tái)西門子PLC與DCS的通信系統(tǒng)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2014（8）：923～925.

TP273.5

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1004-7344（2016）28-0287-01

2016-9-22

李小剛（1987-），男，助理工程師，本科，研究方向?yàn)殡娏Α?/p>