DCS和PLC的区别和联系解析

通常使用的控制类产品包括DCS和PLC两大类，其中DCS的概念可以扩展到FCS。DCS和PLC之间没有一个严格的界线，一般认为大的系统为DCS，小的系统为PLC，这种说法并不妥当。

1.3.2.1　DCS和PLC的区别

下面从DCS与PLC的发展、系统的可扩展性和兼容性、数据库、时间调度、网络结构、和应用对象的规模等方面进行介绍。

1.DCS与PLC的发展

DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来，侧重仪表的控制，如YOKOGAWA CS3000 DCS没有PID数量的限制（PID，比例微分积分算法，是调节阀、变频器闭环控制的标准算法，通常PID的数量决定了可以使用的调节阀数量）。PLC则从传统的继电器回路发展而来，强调逻辑运算能力，最初的PLC甚至没有模拟量的处理能力。

2.DCS与PLC的系统可扩展性和兼容性

PLC系统一般针对设备来使用，没有或很少有扩展的需求，很少有兼容性的要求，难以进行如两个或两个以上系统的资源共享。PLC系统一般采用专用的网络结构，如西门子的MPI总线网络。

大部分DCS内部（过程级）的通信协议虽然不同，但操作级的网络平台都选择了以太网络，采用标准或变形的TCP／IP协议，方便进行扩展。在这种网络中，控制器、计算机均作为节点存在，在网络的覆盖区域可以随意增减节点数量和布置节点位置。DCS使用基于Windows系统的OPC、DDE等开放协议，方便系统之间的通信，实现资源共享。

3.DCS与PLC的数据库

DCS通常提供统一的数据库，存放在DCS中的数据可以在组态软件中、监控软件中、趋势图中、报表中引用。PLC系统的数据库通常不是统一的，组态软件、监控软件和归档软件都有自己的数据库。

西门子的PCS7系统使用了统一的数据库，要求控制器型号至少是S7 414-3。

4.DCS与PLC的时间调度

PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行，而是从头到尾执行1次后再从头开始执行（现在一些新型PLC有所改进，不过对任务周期的数量还是有限制的）。DCS可以设定任务周期，如快速任务等。

在传感器采样时，压力传感器的变化时间很短，可以用200 ms的任务周期采样，而温度传感器的滞后时间很大，需要采用2 s的任务周期采样。此时，DCS可以合理地调度控制器的资源。(www.xing528.com)

5.DCS与PLC的网络结构

一般来讲，DCS惯常使用两层网络结构，第一层为过程级网络，第二层为操作级网络。对于过程级网络，大部分DCS使用自己的总线协议，比如横河的Modbus、西门子和ABB的Profibus、ABB的CAN bus等，这些协议均建立在标准串口传输协议RS-232或RS-485协议的基础上。现场I／O模块，特别是模拟量的采样数据（机器代码、扫描周期）十分庞大，同时现场干扰因素较多，因此应该采用数据吞吐量大、抗干扰能力强的网络标准。基于RS-485串口异步通信方式的总线结构，符合现场通信的要求。I／O的采样数据经CPU转换后变为整型数据或实型数据，在操作级网络（第二层网络）上传输。因此操作级网络可以采用数据吞吐量适中、传输速度快、连接方便的网络标准，同时因操作级网络一般布置在控制室内，对抗干扰的要求相对较低。因此采用标准以太网是最佳选择。TCP／IP协议是一种标准以太网协议，一般我们采用100 Mbps的通信速度。PLC系统的工作任务相对简单，因此需要传输的数据量一般不会太大，所以常见的PLC系统为一层网络结构。要么过程级网络和操作级网络合并在一起，要么过程级网络简化成模件之间的内部连接。PLC不会或很少使用以太网。

6.DCS与PLC应用对象的规模

PLC一般应用在小型自控场所，比如设备的控制或少量的模拟量的控制及联锁，而大型的应用一般都是应用DCS。当然，这个概念不太准确，但很直观，习惯上我们把大于600点的系统称为DCS，小于这个规模的叫作PLC。热泵及QCS、横向产品配套的控制系统一般称为PLC。

1.3.2.2　DCS与PLC的共同点

PLC和DCS的发展在向彼此靠拢，现在的PLC与DCS之间的概念已经模糊了，二者有较多相似之处。

1.DCS与PLC的功能

PLC已经具备了模拟量的控制功能，有的PLC系统模拟量处理能力甚至还相当强大，如横河FA-MA3、西门子的S7 400、ABB的Control Logix和施耐德的Quantum系统。DCS也具备相当强劲的逻辑处理能力，如在CS3000上可以实现一切可能使用的工艺联锁和设备的联动启停。

2.DCS与PLC的系统结构

PLC与DCS的基本结构是一样的。PLC发展到今天，已经全面移植到计算机系统控制上了，传统的编程器早就被淘汰了。小型应用的PLC一般使用触摸屏，大规模应用的PLC全面使用计算机系统。和DCS一样，控制器与I／O站使用现场总线（一般都是基于RS-485或RS-232异步串口通信协议的总线方式），控制器与计算机之间如果没有扩展的要求，也就是说只使用一台计算机的情况下，也会使用这个总线通信。但如果有不止一台的计算机使用，系统结构就会和DCS一样，上位机平台使用以太网结构。这是PLC大型化后和DCS概念模糊的原因之一。

3.DCS与PLC的发展方向

小型化的PLC将向更专业化的使用角度发展，比如功能更加有针对性、对应用的环境更有针对性等。大型的PLC与DCS的界线逐步淡化，直至完全融和。DCS将向FCS的方向继续发展。FCS的核心除了控制系统更加分散化以外，特别重要的是仪表。FCS在国外的应用已经发展到仪表级。控制系统需要处理的只是信号采集和提供人机界面以及逻辑控制，整个模拟量的控制分散到现场仪表，仪表与控制系统之间无须传统电缆连接，使用现场总线连接整个仪表系统（目前国内有横河在中海壳牌石化项目中用到的FCS，仪表级采用的是智能化仪表如EJX等，具备世界最先进的控制水准）。