为什么DCS比PLC系统快,工作方式有什么本质不同

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控制类产品名目繁多，各家叫法不一。通常使用的控制类产品包括DCS、PLC两大类。我们又将DCS的概念

 拓展到FCS。
 DCS（Distributed Contorl System）,集散控制系统，又称分布式控制系统。
 PLC（Program Logic Control ）,可编程逻辑控制器。
 FCS（FieldBus Contorl Syestem），现场总线控制系统 

 发展到现在，DCS和PLC之间没有一个严格的界线，在大多数人看来，大的系统就是DCS，小的系统就叫PLC

 。当然，这么说也不是不可以，但是还不对。现在我们来重新建立这个观念。

 首先，DCS和PLC 之间有什么不同？
 1、从发展的方面来说。
       DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来。因此，DCS从先天性来说较为侧重仪表         的控制，

 比如我们使用的ABB Freelance2000 DCS系统甚至没有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从传统的继电器回路发展而来，最初的PLC甚至没有模拟量的处理能力，因此，PLC从开始就强

 调的是逻辑运算能力。

 2、从系统的可扩展性和兼容性的方面来说。
       市场上控制类产品繁多，无论DCS还是PLC，均有很多厂商在生产和销售。对于PLC系统来说，一般

 没有或很少有扩展的需求，因为PLC系统一般针对于设备来使用。一般来讲，PLC也很少有兼容性的要求，

 比如两个或以上的系统要求资源共享，对PLC来讲也是很困难的事。而且PLC一般都采用专用的网络结构，

 比如西门子的MPI总线性网络，甚至增加一台操作员站都不容易或成本很高。
       DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系，但大部分的DCS系统，比如西门子、ABB、霍尼维尔、GE

 、施耐德等等，虽说系统内部（过程级）的通讯协议不尽相同，但操作级的网络平台不约而同的选择了以

 太网络，采用标准或变形的TCP/IP协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。在这种网络中，控制器、计

 算机均作为一个节点存在，只要网络到达的地方，就可以随意增减节点数量和布置节点位置。另外，基于

 windows系统的OPC、DDE等开放协议，各系统也可很方便的通讯，以实现资源共享。

 3、从数据库来说。
      DCS一般都提供统一的数据库。换句话说，在DCS系统中一旦一个数据存在于数据库中，就可在任何

 情况下引用，比如在组态软件中，在监控软件中，在趋势图中，在报表中……而PLC系统的数据库通常都

 不是统一的，组态软件和监控软件甚至归档软件都有自己的数据库。为什么常说西门子的S7 400要到了

 414以上才称为DCS？因为西门子的PCS7系统才使用统一的数据库，而PCS7要求控制器起码到S7 414-3以上

 的型号。

 4、从时间调度上来说。
      PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行。PLC程序是从头到尾执行一次后又从头开始执行。

 （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）而DCS可以设定任务周期。比如，快速

 任务等。同样是传感器的采样，压力传感器的变化时间很短，我们可以用200ms的任务周期采样，而温度

 传感器的滞后时间很大，我们可以用2s的任务周期采样。这样，DCS可以合理的调度控制器的资源。

 5、从网络结构发面来说。
       一般来讲，DCS惯常使用两层网络结构，一层为过程级网络，大部分DCS使用自己的总线协议，比如

 西门子和ABB的Profibus、ABB的CAN bus、施耐德的Modbus等，这些协议均建立在标准串口传输协议RS232

 或RS485协议的基础上。现场IO模块，特别是模拟量的采样数据（机器代码，213/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RS485串口异步通

 讯方式的总线结构，符合现场通讯的要求。
 IO的采样数据经CPU转换后变为整形数据或实形数据，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100Mbit/s的通讯速度。
 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

 。过程级网络和操作级网络要么合并在一起，要不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、从应用对象的规模上来说。
       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

 叫做PLC。我们的热泵及QCS、横向产品配套的控制系统一般就是称为PLC。

 
 说了这么多PLC与DCS的区别，但我们应该认识到，PLC与DCS发展到今天，事实上都在向彼此靠拢，严格的

 说，现在的PLC与DCS已经不能一刀切开，很多时候之间的概念已经模糊了。现在，我们来讨论一下彼此的

 相同（似）之处。

 1、从功能来说。
      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，比如西门子的S7 

 400、AB 的Control Logix 和施耐德的Quantum 系统。而DCS也具备相当强劲的逻辑处理能力，比如我们

 在AC800F上实现了一切我们可能使用的工艺联锁和设备的联动启停。

 2、从系统结构来说。
         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。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IO站使用现场总线（一般都是基于RS485或RS232异步串口通讯协议的总线方式），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讯。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、PLC和DCS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

 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需传统电缆连接，使用现场总线连接整个仪表系统。

 如何正确对待PLC和DCS？
       我个人从不强调PLC和DCS之间孰优孰劣，我把它们使用了一个新名词“控制类产品”。我们提供给

 用户的是最适合用户的控制系统。绝大多数用户不会因为想使用一套DCS而去使用DCS，控制类产品必须定

 位在满足用户的工艺要求的基础之上。其实提出使用DCS还是PLC的用户大抵是从没接触过自控产品或有某

 种特殊需求的。过分强调这个东东只会陷入口舌之争。
      

 
     从PLC与DCS之间的区别和共同之处我们了解了控制类产品的大抵情况。注意，作为专业人士，我们自

 己不要为产品下PLC还是DCS的定义，自己的心理上更不能把产品这样来区别对待
  
 

提问者对于答案的评价：
太专业了