什麼是DCS？

DCS是分布式控制系統，在國内自控行業裡也叫做集散控制系統，主要用于把地理上很分散的設備集中監控并自動控制起來，主要用于大型流程工業當中，用于集中反映當前生産狀況，它靠一個中樞系統來集中處理，多個操作站來監視控制，數據更新速度比PLC系統慢。

舉個例子：因為某個工藝需要，水箱液位需要保持在一定範圍内，當水箱液位出現較大波動且超出此範圍後，可以選擇去現場手動調節控制水位的閥門，也可以通過DCS發出指令去調節。DCS相當于大腦，對眼睛看到的情況(即現場檢測儀表傳輸過來的信号，如水位降低)做出反應(即發出指令，如增大進水閥開度)，現場執行設備接受到指令做出相應的動作(如增大進水閥門開度，保持水位在一定範圍)。

DCS和PLC的差别

控制處理能力

我們知道，一個PLC的控制器，往往能夠處理幾千個I/O點。而DCS的控制器，一般隻能處理幾百個I/O點。從集散體系的要求來說，不允許有控制集中的情況出現，太多點數的控制器在實際應用中是毫無用處的，DCS開發人員根本就沒有開發帶很多I/O點數控制器的需要驅動，他們的主要精力在于提供體系的可靠性和靈活性。而PLC不一樣，作為一個獨立的柔性控制裝置，帶點能力十分強。

在人們印象當中PLC的運算速度也比DCS要快很多。從某一個角度來看确實如此，PLC執行邏輯運算的效率很高，執行1K邏輯程序不到1毫秒，其控制周期(以DI輸入直接送DO輸出為例)可以控制在50ms以内;而DCS在處理邏輯運算和模拟運算時采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以上。我們用PID算法來比較時，可以發現PLC執行一個PID運算在幾個毫秒，而NETWORK6000 DCS的T2550控制器解算一個PID也需要1個毫秒，這說明PLC和DCS和實際運算能力是相當的,某此型号的DCS控制器甚至更強。而控制周期上的差異主要與控制器的調度設計有關。新型的DCS控制器學習了大型PLC的設計，在控制周期方面的表現獲得了大幅度的提高。以NETWORK6000 DCS的T2550控制器為例。控制器可以設置四個不同優先級的任務，最小運算周期可以設為10ms，配合高速I/O卡件，控制周期能夠達到15~20ms。而模拟量運算設置在其它周期較長的任務中。

數據通訊交換

在這個方面DCS有着先天的優勢。從DCS發展的早期，網絡就成為了DCS生産廠家的核心技術方向，冗餘技術、窄帶傳輸技術都是DCS廠家最早研發或應用成功的。PLC主要是按照獨立裝置來設計的，其 “網絡”實際上是串行通訊。

PLC數據通訊交換的問題，主要源于PLC長期以來做為一個獨立裝置在發展，沒有系統概念;而且主要應用在小型控制系統中，問題暴露得并不明顯，所以發展較慢。目前也有一些大型PLC在這個方面有所提高，但是要達到DCS的水平還需要一個相當長的過程。

組态維護功能

組态維護功能包括邏輯組态、下載修改、運行調試、遠程診斷等。

早期，PLC以梯形圖為主，DCS以模塊功能圖為主。經過多年的發展，國際電工委員會通過IEC1131-3标準規定了五種編程語言,目前主流的DCS和PLC都表示符合這個标準，支持其中的幾種或全部編程語言。從開發效率和程序可讀性來考慮，模塊功能圖和順序功能圖越來越成為主要的編程方式，梯形邏輯和結構化文本成為了自定義模塊的開發工具。大型PLC在組态方式上越來越像DCS，差距在逐漸縮小，而小型PLC仍然以梯形圖為主。

DCS經過多年的發展，積累了大量的高級算法模塊。例如NETWORK6000 具有的設備級模塊，在一個模塊中集中完成了面向設備的基本控制和故障報警功能，在網絡通訊中也已此模塊為單位進行傳遞，大大提高了軟件開發的效率。一個設備極模塊相當于0.5K的梯形圖邏輯量，PLC要完成同樣的功能，就要煩瑣得多了。

硬件封裝結構

PLC一般為大底版式機架，封閉式I/O模件，封閉式結構有利與提高I/O模件的可靠性，抗射頻、抗靜電、抗損傷。PLC模件的I/O點數有8點、16點、32點。

DCS大部分為19英寸标準機箱加插件式I/O模件，I/O模件為裸露式結構。每個模件的I/O點數有8點和16點，很少使用32點模件

DCS的這種結構源于其使用領域主要在大型控制對象，19英寸标準機箱便于密集布置，較少的I/O點數則是由于對分散度的要求。PLC的大底版式機架，封閉式模件結構在管理和配置上更加靈活，單個設備的可靠性更高。因此，不少DCS也吸收了PLC在結構上的優點，采用了和PLC相似的封裝結構，如I/A采用金屬外殼， NETWORK-6000 采用導電塑料外殼。

人機交互裝置

在早期，DCS作為一個系統，其人機交互裝置是DCS廠家提供的專用裝置。而PLC廠家一般不提供人機交互裝置，往往由工程商自主采用通用的監控軟件來完成(如ifix、intouch、組态王)。DCS集成的人機交互裝置往往有着功能較專業、穩定性較好的特點，但是其價格也很高。随着PC技術的快速發展，一些通用監控軟件發展很快，功能和性能逐漸超過了DCS廠家提供的專用裝置。因此不少DCS廠家逐步放棄了專用的人機交互裝置，轉而和PLC一樣也使用了通用的監控軟件。DCS廠家使用通用監控軟件并不是簡單地拼裝，而是在通用監控軟件的基礎上，通過合作開發，将自已多年積累的網絡通訊技術、系統自診斷技術以專用軟件包的形式保留和繼承下來了。

來源：ofweek

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