DCS和PLC的定義

DCS控制系統，在國內自控行業又稱之為集散控制系統。即所謂的分布式控制系統，是相對于集中控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中控制系統的基礎上發展、演變而來的。

DCS作為一個集過程控制和過程監控為一體的計算機綜合系統，在通信網絡的不斷帶動下，DCS系統已經成為了一個綜合計算機，通信、顯示和控制等4C技術的完整體系。其主要特點是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。

現如今的DCS系統可以廣泛地用于工業裝置的生產控制和經營管理，在化工、電力、冶金等流程自動化領域的應用已經十分普及。

PLC，即邏輯可編程控制器，是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程，是工業控制的核心部分。

DCS和PLC的應用范圍

PLC在過程控制方面主要用于航天航空、發電、石化、鋼鐵、煙草、制藥、食品、石油化工、冶金、礦業、水處理、交通等領域，其中發電廠應用在大型火電廠的輔助車間、水電主控等。

DCS主要應用于過程控制，主要應用在發電、石化、鋼鐵、煙草、制藥、食品、石油化工、冶金、礦業等自動化領域，其中航天航空、火電、核電、大型石化、鋼鐵的主控單元目前必須使用DCS進行控制。

DCS和PLC在過程控制方面的應用是相互滲透的，總的來說，在功能上講所有能使用PLC的領域都能使用DCS；除直燃發動機、大型火電主控、核電主控、鋼廠主控、大型石化主控外其他領域， PLC+SCADA具有DCS的所有功能。

DCS和PLC的硬件組成和架構

我們把PLC與DCS硬件部分組成進行比較，PLC+SCADA架構與DCS的架構基本是一樣的，或者說PLC的架構更靈活。

細微的區別在于PLC的硬件熱備冗余方式是雙機架、雙電源、雙處理器、雙網卡冗余方式，早期的DCS是雙電源、雙DPU（分散處理單元）在同一機架上組成冗余架構，現在的DCS是兩個集成的DPU組成熱備冗余架構。

這里不比較兩種方式的優劣，從硬件成本上，PLC是不利的，集成的CPU（DPU/ CPU都是指處理器不區別）更有利于降低成本，PLC這種冗余架構沒變和早年設計架構有關，現在一些國產PLC和DCS冗余架構是一樣的。PLC與DCS硬件上有一個區別，PLC沒有冗余IO切換模塊，可能是目前PLC應用領域沒有對這個模塊需求。

近幾年，PLC設計架構上有了全新發展，CPU與非本地支架IO模塊及智能設備之間，不再主推總線通訊模式，而是采用工業以太網取而代之，總線只在就地通訊模塊與設備間使用，甚至是以太網1站到底結構， DTM功能能直接組態標準規約的TCP協議的設備，通訊比DCS更方便。

DCS和PLC控制器的差別

DCS和PLC控制器的主要差別是在開關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，表現出快速的優點。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雜模擬運算的表達形式都非常清晰，但相對PLC來說邏輯運算的表達效率較低。

DCS和PLC在火電廠的應用

在火電廠熱工自動化領域，DCS和PLC是兩個完全不同而又有著千絲萬縷聯系的概念。DCS和PLC都是計算機技術與工業控制技術相結合的產物，火電廠主機控制系統用的是DCS，而PLC主要應用在電廠輔助車間。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行裝置的數據交換、都具備稱之為網絡的通信系統。

隨著國內電廠裝機容量的不斷擴大及電力系統改革的推進，對輔助車間控制的要求也不斷提高，在這個大環境，DCS系統進入輔助車間控制已成為趨勢。NT6000DCS因其綜合的技術經濟優勢，已經并將繼續在輔助車間控制方面發揮越來越大的作用。

在輔助車間應用廣泛的PLC也并不會就此退出熱工自動化的歷史舞臺，前所未有的競爭壓力，將會促使PLC廠商在技術上向DCS標準靠攏，在價格上作出更大的努力。DCS和PLC市場競爭的結果，將會使用戶獲得更大的利益。

DCS和PLC的控制處理能力

一個PLC的控制器，往往能夠處理幾千個I/O點（最多可達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）。

從集散體系的要求來說，不允許有控制集中的情況出現，太多點數的控制器在實際應用中是毫無用處的，DCS開發人員根本就沒有開發帶很多I/O點數控制器的需要驅動，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，帶點能力越強當然也就代表其技術水平越高了，至于整個控制體系的應用水平呢，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。控制處理能力的另一個指標，運算速度，在人們印象當中PLC也比DCS要快很多。

新型的DCS控制器學習了大型PLC的設計，在控制周期方面的表現獲得了大幅度的提高。以NT6000DCS的T2550控制器為例。控制器可以設置四個不同優先級的任務，最小運算周期可以設為10ms，配合高速I/O卡件，控制周期能夠達到15~20ms。而模擬量運算設置在其它周期較長的任務中。

DCS和PLC的市場情況

在熱工自動化領域，主廠房控制系統基本上毫無例外地使用DCS。而在輔助車間才使用PLC。其主要原因是早期的DCS系統非常昂貴，人們認為輔助車間的運行可以間斷，可靠性要求不是很高，且模擬量控制要求較少，從降低成本的角度出發，往往選擇PLC來構建控制系統。而鍋爐、汽機和發電機的控制系統，要求長期穩定可靠地運行，信號中含有相當比例的模擬量，從系統的性能出發，人們不得不選擇了昂貴的DCS。

另外，分析一下主廠房DCS和輔助車間控制系統的市場競爭情況，我們會發現一個有趣的現象。主廠房DCS的競爭往往在不同品牌的供應商或代理商之間展開，競爭激烈，DCS的價格不斷下調。而輔助車間控制系統的競爭往往在同一品牌PLC的各個工程商之間進行，門檻較低，競爭更加激烈，但是PLC的價格下調幅度卻并不如DCS明顯。主要原因是DCS的生產商直接參與競爭，在巨大的市場壓力下，不斷下調設備制造費用和工程實施費用。而PLC的生產商不直接參與競爭，各個工程商只能下調自身有限的工程費用，空間有限。從現在情況看來，DCS與高檔PLC的價格差距已不明顯，輔助車間仍然較多地采用PLC，是市場的慣性使然。

PLC和DCS產品市場可謂風起云涌、競爭激烈。縱觀PLC市場群星璀璨：世界上有200多家公司生產400多個品種系列的PLC，應用于電力、石油石化、冶金、材料、包裝、造紙、汽車和市政各個行業。從行業角度來看，國外廠商占山為王，有著屬于各自的勢力范圍。

DCS市場與PLC相差無幾，基本由國外業內強者所把持，可喜的是一批本土廠商如Hollysys、Supcon、Xinhua等企業逐漸發展壯大。由于DCS技術含量高，很多對產品的需求都建立在項目的基礎上，這樣對DCS的需求也將是一個周期性較長的過程，因此DCS市場格局短時間內難有較大改變。當然，由于行業發展速度的不規律性，側重行業不同的公司可能會因此而發生一些變化。

DCS和PLC的發展方向

1）PLC的發展方向

小型化的PLC將向更專業的使用角度發展，比如功能更加有特定性、對應用的環境更有針對性等。

大型化的PLC已經具備DCS的部分功能，但擴展性（expansibility）和開放性（open-ended）有限。

2）DCS的發展方向

DCS將向FCS的方向發展。FCS的核心除了控制系統更加分散化以外，特別重要的是儀表。FCS在國外的應用已經發展到儀表級。控制系統需要處理的只是信號采集和提供人機界面以及邏輯控制，整個模擬量的控制分散到現場儀表，儀表與控制系統之間無需傳統電纜連接，使用現場總線連接整個儀表級。