PLC控制系统与DCS控制系统的优势分析
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PLC控制系统与DCS控制系统的优势分析
【摘要】PLC和DCS第三代控制系统突出代表，在诸多工业控制领域如冶金、电力、石油、化工、轻工等发展迅猛。
PLC和DCS两大控制系统具有各自的特点，二者功能方面虽各有千秋，但在实际生产生活中却能结合使用，而且效果更好。
【关键词】控制系统；PLC；DCS；优势比较；应用
1.DCS系统
1.1 DCS简介
DCS在国内自控行业称之为集散控制系统。
它综合了计算机、通讯、显示和控制等4C技术，其实质是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
1.2 DCS的结构
在结构上，DCS包括过程级、操作级和管理级三个部分。
过程级是系统控制功能的主要实施部分，是由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成。
操作员站和工程师站组成了操作级，它的作用是完成系统的操作和组态。
1.3 DCS特点
高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性、控制功能齐全。
DCS即为集散控制系统（Distributed Control System）。
DCS是多级计算机系统，以通信网络为纽带，由过程控制级和过程监控级组成。
DCS综合了计算机、通讯、显示和控制4项技术，也称为4C技术，DCS的主要思想是分散控制、分级管理、集中操作、灵活配置、组态便捷。
DCS是拓扑大系统，呈树状，从上到下，通信是该系统的关键；PID在中断站里，现场仪器仪表和控制装置与计算机的连接依靠中断站；DCS是树状的拓扑结构，且结构是并行连续的链路状，也存在许多电缆由中继站并行到工程项目现场的仪器仪表；DCS系统的模拟信号由智能仪表的部件和几台计算机构成，渐渐的用数字信号来替代模拟信号，信号形式是A/D-D/A；由一台仪表与一对线连接到I/O，从控制站连接到局域网LAN；DCS 控制系统是控制、操作和现场仪表的3级结构；每家企业的大的DCS控制系统不相同；主要使用于大型的连续过程控制。
2.PLC系统
2.1 PLC简介
PLC即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
2.2 PLC特点
可靠性高、抗干扰能力强、功能强适用面广、编程简单容易掌握、使用和维护方便。
2.3 PLC的特点
PLC即为可编程逻辑控制器（Program-mable Logic Controller），是使用一种可以编程的存储器，通过所存储的程序，来进行逻辑运算，或通过用户的指令来进行顺序控制、计数、定时和算术操作，并且通过模拟式或数字的输入或输出来控制各种类型的机械生产，或控制生产的过程。
PLC已经从控制开关量的阶段发
展到进行顺序控制或运算处理，是从低级向高级运送处理，从下往上的运算处理；PLC具有连续不间断的HD控制等多项功能，PID在中断站里；PLC可以使用一台PC机作为主站，同种型号多台PLC作为从站，PLC也可以使用一台PLC作为主站，同种型号PLC作为从站，组成PLC网络，后者比前者的方便之处是当用户进行编程时，不需要了解通信协议，按照说明书的格式编写就行；PLC网格不但可当做独立的DCS/TDCS，同时也可以当做DCS/TDCS的子系统；PLC大系统与DCS/TDCS一致。
3.DCS与PLC的区别
DCS是集散式控制系统的一种，PLC是控制装置，所以说DCS与PLC是系统和装置的区别。
不管何种装置的功能和装置之间的协调，都可由系统来实现；而PLC装置所实现的只能是这个单元所具有的功能。
3.1 安全可靠性不同
DCS的设计使用的是双冗余过程处理器、双电源和双冗余网络。
如果重要控制元件有了故障，其他与之相关的冗余元件就会实时没有干扰的变成工作元件，使系统能够安全运行。
但起初的PLC控制系统完全没有把冗余的设计思想引入进去，系统没有足够的安全可靠性，经过改进后，实现了双冗余控制。
同时，DCS系统的硬件插拔可以带电热插拔，即当某一模块遭到破坏或发生了其它故障时，系统不需要停止运行，维修技术人员就能及时替换被损坏的硬件。
而很多PLC没有上述的功能。
3.2 兼容性和可扩展性不同
当前，DCS系统的兼容性和可扩展性非常强大，尤其适用于大型的系统工程。
大多数操作级的网络平台都选择了以太网络的形式，采用的是当前标准的或变形的TCP/IP协议，进而为系统的扩展提供了很大的方便。
而PLC系统最原始的开发目的是针对设备控制，大多数没有或只有很少部分有兼容性和扩展性的需求，所以，如果出现两个或两个以上的系统的资源需要共享时，PLC是相当的困难。
3.3 数据库不同
DCS系统具有比较统一的数据库，也就是说在任何情况下都可以引用DCS 系统中的某一已经存在于数据库原始数据。
但PLC系统的数据库就不是这样了，相比较而言它没有DCS统一，例如监控软件和组态软件抑或是归档软件都有各自的数据库。
3.4 时间调度和任务的处理方式不同
由于DCS系统已经实现了集散控制，因此它可以先灵活地设定任务周期，进而轻松的处理多个任务。
但PLC的程序与之不同，大都不能按原来设定的周期进行循环运行。
3.5 网络结构不同
DCS网络是DCS系统的中枢神经，通常包括两层网络结构，而采用单网结构的PLc网络形式基本上是为个体而工作。
TCP/IP协议是标准的以太网协议，是双冗余设计，具有很好的开放性与拓展性。
而且PLC系统的网络安全也相对较差。
3.6 系统软件功能不同
DCS应用于化工、电力等大工业的过程控制更有优势，因为DCS的软件包功能强大，有配方的功能，不同的行业有不同的专家软件，简化了用户的组态编程工作。
DCS的基本功能是对各种工艺进行控制，如果某一方案有了变化，技
术人员只需在操作台就能更改方案，不影响原来的控制方案正常运行，它通过编译就可执行命令，然后由系统自动运行。
PLC系统不利于维护，它的工作进程是先确定哪个PLC需要编译，然后再进行程序的编译，最后再一对一传送程序。
