说到控制系统，很多人都会更详细地了解什么是控制器、什么是PLC、什么是FCS。用几句话介绍了基本概念后，无论我如何尝试与他交谈，他都无法立即听懂。今天我们来谈谈什么是DCS？

首先可以明确的是，DCS是一种历史悠久的经典控制系统形式。控制系统分为高层计算机和低层计算机，高层计算机主要由GUI（图形用户界面）组成，低层计算机主要由算法组成。

有朋友可能会问什么是组态？

配置其实就是一个系统的软硬件环境的创建。简而言之，配置就是采用现有的简单功能并将其与更复杂的功能相结合。

那上下位机又是什么呢？

示例：想象一下开发您自己的控制系统。它做的第一件事是告诉计算机它想做什么，然后计算机告诉控制器，最后控制器告诉执行器要做什么。这里唯一真正谈论的是计算机。这里的计算机就是主机，接受计算机指令的控制器就是从机。

事实上，计算机和控制器本质上都是计算机，只是外部表示、应用环境和编程方法的差异，需要描述性的命名方案。由于主机需要与人类交互，所以以GUI为主，包括显示器、触摸屏、键鼠灯外设等人机交互设备。由于下级计算机需要与执行机制进行交互，因此用户必须将需求写入可执行程序，并根据上级计算机给出的指令启动下级计算机程序的执行。就运行进程而言，底层计算机就像一个黑匣子。人们无法直观地看到所有的过程和步骤，只能分析结果。准确吗？知道了？

那组态和上下位机跟DCS有什么关系呢？

集散控制系统——DCS（集散控制系统）。由于DCS也是一个控制系统，所以它遵循控制系统的基本形式，也有顶层和底层计算机，也需要软件和硬件配置。分布式是指DCS控制系统的特点和区别。因此，要理解什么是DCS，我们需要从分布的特点开始。

1.DCS演进史

人们普遍认为，为了分析事物的特征或差异，我们需要回答两个哲学问题：它从哪里来？又要去哪里？

同样，如果你想知道什么是DCS，什么是分散，就不能忽视DCS的演变历史和发展方向。

接下来我们从四次工业革命对过程工业控制系统的影响来谈谈DCS的演变和发展。帮助大家更好的了解DCS。

第一次工业革命和蒸汽时代，自动控制只能完成非常简单的功能。当前基于物理点计算的DI和DO功能是开和关，或者启动和停止机车。充其量只是通过一些外围机械装置的参与来实现正反转和简单的速度控制。虽然大名鼎鼎的瓦特一般被认为是蒸汽机的发明者，但蒸汽机的出现实际上比瓦特的诞生要早得多，早期的DCS也与蒸汽机密切相关。

随着第二次工业革命和电气化时代的到来，继电器等电子设备普及，大型设备开始进行现场控制。与之前型号相比的改进在于，例如，如果设备特别大，则不再需要爬到设备上使用本地控制来执行启动/停止操作。之后，越来越多的人发现从一台设备跑到另一台设备来操作很麻烦。因此，所有需要控制的按钮都放置在房间内，安装了简单的指示灯，操作人员看着显示屏上的众多指示灯，准备按下一排排启动和停止按钮就完成了。随时操作台按钮。

第三次工业革命和信息时代，随着电子计算机技术的发展，控制系统不断发展，形成了成熟的集中控制系统，今天CCR（Central Control Room）又称为集中控制中心马苏。为什么他们又分手了？我觉得集中控制有很多问题，如果点太集中，控制规模太大，如果某个关键路径（模块）出现问题，可能会导致大范围的控制区域瘫痪。这是集中式系统的常见问题。因此，请考虑将硬件分布在更靠近控制区域的位置、添加操作员站并维护CCR。操作员站负责具体的现场操作，CCR 负责监督整个控制区域的连接和协调。人还在控制室内，但整个系统运行更加稳定。

此外，还开发了新的竞赛FCS（现场总线控制系统），通过改进提高通信效率。这意味着所有控制部件都必须配备专人才能进行通信。角色类似于记者，但组织臃肿，团队过多，效率低下，所以取消了一对一的沟通，大家通过指定的机构完成沟通工作。该组织是现场总线。

在第四次工业革命和物联网时代，人们正在做更多的改进工作，让他们的控制系统看起来更好，使用更多的决策支持，更多的数据统计和分析。分支或添加了很多功能，例如OEE、MES、ERP 等。

随着物联网时代的到来，最近出现了一种新的控制系统ICS。总体思路是系统功能化、硬件模块化和组织扁平化。

2.DCS系统配置

虽然上面对DCS演变历史的解释有点现实，但朋友可能会问，今天的DCS的基本形式和配置是什么？我希望下图能够直观地解释DCS 是什么以及它的用途。

例如：如果某个特定的工艺要求要求水箱液位保持在一定范围内，而如果水箱液位波动较大并超过这个范围，到现场手动调节阀门即可。水位可通过DCS指令控制或发送、调节。

如下图所示，DCS就像一个大脑，对它所看到的（现场检测设备发送的信号，例如水位下降）做出反应（即给出指令，例如：现场执行装置接收指令并执行相应的动作（如增加供水阀门的开度或维持水位在一定范围内）。

给出的例子似乎属于流程工业的范畴，但汽车等离散制造行业又如何呢？还有一个星形PLC。

PLC和DCS在工业自动化控制中发挥着重要作用，工业自动化控制是国家工业发展战略的核心。 PLC和DCS在工业控制的各个方面不断升级和改进，使其成为现代工业生产和制造的重要工具。

1.DCS和PLC的定义

DCS控制系统在国内自动控制行业也称为集散控制系统。所谓集散控制系统是相对于集中控制系统而言的一种新型计算机控制系统，是在集中控制系统的基础上发展和演变的。

DCS系统是集过程控制和过程监视于一体的综合计算机系统，并且随着通信网络的不断推广，已成为集计算机、通信、显示、控制4C技术于一体的完整系统。其主要特点是分布式控制、集中操作、分级管理、配置灵活、配置方便。

目前的DCS系统可广泛应用于工业设备的生产管理和运行管理，在化工、电力、冶金等过程自动化领域极为普及。

PLC（可编程逻辑控制器）是一种设计用于工业环境的数字操作电子系统。一类可编程存储器用于内部存储程序并执行面向用户的指令，例如逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算术运算以及通过数字或模拟输入/输出或生产过程控制机器的各种类型。它是工业控制的核心部分。

2、DCS与PLC控制器的区别

DCS 和PLC 控制器之间的主要区别在于开关和模拟值的操作。两者虽然后来相互渗透，但仍然存在差异。自20世纪80年代以来，PLC除了逻辑运算外，还增加了控制回路算法，但一些复杂的运算仍然难以完成。此外，由于PLC是用梯形图进行编程，并且编程过程中模拟操作不直观，因此编程变得更加繁琐。然而，它在解决逻辑问题时表现出了快速的优势。 DCS使用功能块来封装模拟和逻辑操作。然而，逻辑运算和复杂模拟运算的表示格式低于PLC。

3、DCS和PLC在火电厂的应用

在火电厂热力自动化领域，DCS和PLC是两个完全不同但又密切相关的概念。 DCS和PLC都是计算机技术和工业控制技术相结合的产品。 DCS用于火电厂主控制系统，PLC主要用于电厂辅助工作场所。 DCS和PLC都有提供人机交互的操作站，都依靠基于计算机技术的控制器来完成控制操作，都通过I/O卡连接关键部件并与执行装置完成数据交换。网络通讯系统。

随着国内电厂装机容量的不断扩大和电力系统改革的进展，辅助车间控制的需求也不断增加，正是在这种环境下DCS系统进入辅助车间控制的趋势。这样做。由于其综合的技术和经济优势，NT6000DCS在支持车间控制方面已经并将继续发挥越来越重要的作用。

PLC在辅助车间的广泛应用，不会退出热工自动化的历史舞台。前所未有的竞争压力将促使PLC厂商在技术上向DCS标准靠拢，并在价格上进一步发力。 DCS市场与PLC市场的竞争结果将为用户带来显着的利益。

4、DCS和PLC控制处理功能

PLC 控制器通常可以处理数千个I/O 点（最多8,000 个I/O 或更多）。 DCS 控制器通常只能处理几百个I/O 点（不超过500 个I/O）。

分布式系统的要求不允许集中控制。由于DCS开发人员主要专注于提供系统，因此实际应用不需要开发具有大量I/O点的控制器。可靠性和灵活性。

PLC 则不同。作为一种独立、灵活的控制装置，其执行特定功能的能力越高，整个控制系统的应用水平就越高。 PLC制造商的核心目标不是工程公司和用户。控制处理能力的另一个指标是计算速度。 PLC比DCS快得多。

新型DCS控制器借鉴了大型PLC的设计，在控制周期方面性能显着提升。以NT6000DCS T2550控制器为例。控制器可设置4个不同优先级的任务，最小运行周期可设置为10ms，使用高速I/O卡时，控制周期可达15-20ms。模拟计算设置为其他周期较长的任务。

5、系统扩展性及PLC、DCS兼容性

市场上有很多控制产品，无论是DCS还是PLC，都有很多厂家生产和销售。对于PLC系统来说，由于PLC系统普遍用于设备中，因此几乎不需要扩展。一般来说，PLC 很少有兼容性要求。例如，两个或多个系统需要共享资源，这对于PLC来说也是非常困难的。此外，PLC 通常采用专有的网络结构，例如西门子的MPI 总线线性网络，这使得添加操作员站变得困难且成本高昂。

在DCS开发过程中，各个厂家都有自己的系统，但大多数DCS系统如横河、霍尼韦尔、ABB等，其系统内部的通讯协议（过程级）是不同的；有不同级别的操作。所有网络平台都选择使用标准或修改的TCP/IP 协议的以太网。因此，diangon.com 提供了非常有用的可扩展性功能。在这种类型的网络中，控制器和计算机都作为节点存在，并且节点的数量可以增加或减少，节点的位置可以自由放置，只要网络到达该位置即可。此外，Windows系统基于OPC和DDE等开放协议，以方便不同系统之间的通信和资源共享。

6.PLC和DCS数据库

DCS 通常提供集成数据库。这意味着一旦数据进入DCS 系统的数据库，就可以在配置软件、监控软件、趋势图、报告、PLC 等中引用。系统数据库通常不集成。组态软件、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只有414或更高版本才能称为DCS呢？西门子的PCS7系统使用统一数据库，而PCS7至少需要一个S7 414-3或更高版本的控制器，因为它是。

7.PLC和DCS时间调度

PLC程序通常不能按照预先设定的循环周期运行。 PLC程序从开始到结束运行一次，然后从头开始再次运行。 （目前，一些较新的PLC已得到改进，但任务循环的数量仍然有限。）DCS可以配置任务循环。例如，一个简单的任务。这也是传感器采样；压力传感器的变化时间很短，所以可以用200ms的任务周期来采样，而温度传感器的延迟时间很大，所以可以用2秒的任务周期来采样。您可以使用循环。采样。这样DCS就可以合理调度控制器资源。

8.PLC与DCS网络配置

一般来说，DCS通常采用两层网络结构。第一层使用专有的总线协议，例如横河的Modbus、西门子、ABB的Profibus和ABB的CAN总线。标准串口传输协议是基于RS232或RS485协议建立的。现场IO模块，特别是模拟量采样数据（机器码，213个/扫描周期）非常大，现场干扰因素很多，因此成为数据吞吐量大、抗干扰能力强的网络标准。应该采纳。总线结构基于RS485串口异步通信方式，满足现场通信要求。

IO采样数据由CPU转换成整形数据或真实数据，并在操作层网络（第二层网络）上传输。因此，运营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，操作级网络通常位于控制室，因此其抗干扰要求相对较低。低的。因此，使用标准以太网是最佳选择。 TCP/IP协议是标准的以太网协议，通常通信速度为100Mbit/s。

由于PLC系统的工作任务比较简单，需要传输的数据量一般不是很大，因此典型的PLC系统具有一层网络结构。过程级网络和操作级网络被集成，或者过程级网络被简化为模块之间的内部连接。 PLC 不使用以太网或很少使用以太网。

9、PLC、DCS的适用规模

PLC常用于设备控制和小型自动控制，如小型模拟量控制和联锁，而DCS则常见于大规模应用。当然，这个概念不是很准确，但是很直观。传统上，超过600点的系统称为DCS，小于此规模的系统称为PLC。支持我们的热泵、QCS、卧式产品的控制系统一般称为PLC。

10、DCS和PLC市场现状及发展方向

在热工自动化领域，各大厂控制系统基本上普遍采用DCS。 PLC仅在辅助车间使用。其主要原因是早期的DCS系统非常昂贵，可能会扰乱辅助工作场所的运行，可靠性要求不是很高，以及削减成本的考虑。此后，对PLC几乎没有模拟控制要求。通常选择用于楼宇控制系统。锅炉、涡轮机和发电机的控制系统需要长时间稳定可靠的运行，并且信号包含很大比例的模拟内容，因此很难根据系统性能需要选择昂贵的DCS。

此外，在分析主厂DCS和辅助车间控制系统的市场竞争时，我们发现一个有趣的现象。各大工厂DCS的竞争往往是在不同品牌的供应商或经销商之间进行，竞争非常激烈，DCS的价格不断下降。辅助车间控制系统的竞争往往是同一品牌PLC的不同工程公司之间进行，门槛较低，竞争较为激烈。不过，PLC的价格下降并不像DCS那么明显。主要原因是DCS厂商直接参与竞争，在巨大的市场压力下不断降低设备制造成本和工程实施成本。但PLC厂商不参与直接竞争，各工程公司只能降低自身有限的工程成本，空间也有限。从目前情况来看，DCS与高端PLC的价格差异已不再明显，但由于市场惯性，辅助车间中PLC的使用仍在增加。

PLC 和DCS 产品市场充满活力且竞争激烈。纵观PLC市场的知名企业，全球有200多家企业生产400多个品种、系列的PLC，应用于电力、石油、石化、冶金、材料、包装等各个行业。用过的。造纸、汽车、市政管理。从行业角度来看，国外厂商占据市场主导地位，拥有自己的影响力。

DCS市场与PLC类似，本质上由海外行业强者主导。值得庆幸的是，和利时、中控、新华等不少本土厂商正在逐步发展壮大。由于DCS的技术含量较高，很多产品需求都是基于项目，而且DCS的需求也是一个周期性、长期的过程，因此DCS的市场格局很难在短期内发生明显的变化。时间是。时期。当然，行业发展的速度是不规律的，所以专注于不同行业的公司可能会发生一些变化。

在未来控制系统的发展中，DCS技术和PLC技术将分阶段融合，促进各自的发展和各个领域的发展。

版权声明：本文由今日头条转载，如有侵犯您的版权，请联系本站编辑删除。