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在火電廠熱工自動化領(lǐng)域，DCS和PLC是兩個完全不同而又有著千絲萬縷聯(lián)系的概念。DCS和PLC都是計算機技術(shù)與工業(yè)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，火電廠主機控制系統(tǒng)用的是DCS，而PLC主要應(yīng)用在電廠輔助車間。DCS和PLC都有操作員站提供人機交互的手段、都依靠基于計算機技術(shù)的控制器完成控制運算、都通過I/O卡件完成與一次元件和執(zhí)行裝置的數(shù)據(jù)交換、都具備稱之為網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)。DCS和PLC如此相似，為什么會有完全不同的概念，我們在工程實踐中進行選擇？本文從歷史沿革、技術(shù)特點、發(fā)展方向等幾個方面作一綜述，希望能夠?qū)峁?人員有所借鑒。其中的DCS的情況以NETWORK6000 為例，力求例舉詳實闡述清晰。
1、DCS和PLC的歷史沿革及核心概念
DCS為分散控制系統(tǒng)的英文（TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）簡稱。指的是危險分散、數(shù)據(jù)集中。70年代中期進入市場，完成模擬量控制，代替以PID運算為主的模擬控制儀表。首先提出DCS這樣一種思想的是儀表制造廠商，當(dāng)時主要應(yīng)用于化業(yè)。而PLC于60年代末研制成功，稱作邏輯運算的可編程序控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC。主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)。
DCS和PLC的設(shè)計原理區(qū)別較大，PLC是從摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，70年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求。將其存入PLC的用戶程序存儲器，運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。
DCS是在運算放大器的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的。把所有的函數(shù)、各過程變量之間的關(guān)系都設(shè)計成功能塊。70年代中期的DCS只有模擬量控制。
DCS和PLC控制器的主要差別是在開關(guān)量和模擬量的運算上，即使后來兩者相互有些滲透，但是仍然有區(qū)別。80年代以后，PLC除邏輯運算外，也增加了一些控制回路算法，但要完成一些復(fù)雜運算還是比較困難，PLC用梯形圖編程，模擬量的運算在編程時不太直觀，編程比較麻煩。但在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點。而DCS使用功能塊封裝模擬運算和邏輯運算，無論是邏輯運算還是復(fù)雜模擬運算的表達(dá)形式都非常清晰，但相對PLC來說邏輯運算的表達(dá)效率較低。
DCS和PLC在歷史沿革上的差異是明顯的，對它們后續(xù)的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。然而，對后續(xù)發(fā)展影響的，并不是起源技術(shù)上的差別，而是其起源概念的差別。DCS的核心概念是危險分散，數(shù)據(jù)集中的計算機控制系統(tǒng)，因此DCS的發(fā)展過程，就是在不斷的運用計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和控制技術(shù)的成果，來構(gòu)建一個 集散控制體系，DCS給用戶提供的是一個 面向工業(yè)控制的 靈活的解決方案。而PLC的核心概念是可編程序控制器，目的是用來取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性程序控制裝置。所以，PLC不斷發(fā)展的主線是在不斷地提高各項能力指標(biāo)，給用戶提供一個完善的功能靈活的控制裝置。
DCS是一個體系，PLC是一個裝置，這是兩者在概念上的根本區(qū)別。這個區(qū)別的影響是深刻，它滲透到了技術(shù)經(jīng)濟的每一個方面。
2、DCS和PLC的技術(shù)特點與相互滲透
不同的概念基礎(chǔ)、不同的發(fā)展道路使得DCS和PLC有著各自不同的技術(shù)特點，而技術(shù)的發(fā)展也不是封閉的，相互學(xué)習(xí)相互滲透也始終貫穿在發(fā)展過程之中。
2．1、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（ 多可達(dá)8000多個I/O）。而DCS的控制器，一般只能處理幾百個I/O點（不超過500個I/O）。難道是DCS開發(fā)人員技術(shù)水平太差了嗎？恐怕不是。從集散體系的要求來說，不允許有控制集中的情況出現(xiàn)，太多點數(shù)的控制器在實際應(yīng)用中是毫無用處的，DCS開發(fā)人員根本就沒有開發(fā)帶很多I/O點數(shù)控制器的需要驅(qū)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，帶點能力越強當(dāng)然也就代表其技術(shù)水平越高了，至于整個控制體系的應(yīng)用水平呢，這主要是工程商和用戶的事情，而不是PLC制造商的核心目標(biāo)。
控制處理能力的另一個指標(biāo)，運算速度，在人們印象當(dāng)中PLC也比DCS要快很多。從某一個角度來看，情況也的確如此，PLC執(zhí)行邏輯運算的效率很高，執(zhí)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以內(nèi)；而DCS在處理邏輯運算和模擬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(fā)現(xiàn)PLC執(zhí)行一個PID運算在幾個毫秒，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(dāng)?shù)?某此型號的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(diào)度設(shè)計有關(guān)。大型PLC往往使用副CPU來完成模擬量的運算，主CPU高速地完成開關(guān)量運算，所以即使模擬運算速度一般，在開關(guān)量控制方面的速度表現(xiàn)還是非常的。而DCS以同樣的速度來處理開關(guān)量和模擬量運算，控制周期的指標(biāo)確實不理想 的DCS控制器學(xué)習(xí)了大型PLC的設(shè)計，在控制周期方面的表現(xiàn)獲得了大幅度的提高。以NETWORK6000 DCS的T2550控制器為例�？刂破骺梢栽O(shè)置四個不同優(yōu)先級的任務(wù)，運算周期可以設(shè)為10ms，配合高速I/O卡件，控制周期能夠達(dá)到15~20ms。而模擬量運算設(shè)置在其它周期較長的任務(wù)中。


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