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| PLC与DCS的工程性分析比较 |
| 2008年7月18日 14:56
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1 引言
作为工业自动化的基本技术平台级别体系结构，plc与dcs各有所长，虽然在传统上各有强项和领地，但随着计算机技术、通讯技术的发展，双方的界限越来越模糊了，这就需要plc和dcs制造商深入的研究市场需求和对方的长处、特点，使产品性能不断的提高，才能在日益激烈的市场竞争中利于不败之地。
2 plc体系结构
2.1 plc的定义
plc（programmer logic controller）称为可编程序控制器，它是按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，逐步形成了具有特色的各种系列产品，是一种数字运算操作的专用电子计算机。它是将逻辑运算，顺序控制，时序和计数以及算术运算等控制程序，用一串指令的形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟，数字等输入输出部件，对生产设备和生产过程进行控制的装置。
2.2 plc的发展历程
1969年dec公司按照gm（美国通用汽车公司）的要求研制了世界上第一台plc并且在gm公司得到成功的应用。此后gould modicon公司使plc商品化。plc是专门设计出来用于同继电器产品竞争并逐步取代了传统的继电器。plc作为一种工业专用计算机，经历了以下几个发展的历程。
1969－1972为第一阶段，是plc的初期阶段，在该阶段的各厂家的plc差别很大、没有统一的硬件和软件标准、功能简单、专用性强，硬件主要以分离元件为主，体积较大、性能较差、可靠性不高。
1972-1987为第二阶段，在该阶段plc逐步演化为一种专用的工业计算机，可靠性大大提高，成本大幅度降低，面向过程的梯形图和语句表语言面世，系统逐步向标准化过渡，这些都为plc的普及奠定了基础。
1981-至今，iec正式发表了plc的标准，各厂家的plc都向规范化发展。梯形图、语句表、sfc语言已经成熟，同时还有和高级编程语言的接口，其存储能力、运算速度、对模拟量的处理功能已经大大加强，现在的大中型plc已经具有以前dcs所“特有”的经典pid算法、斜坡函数、自适应算法、模糊控制等算法。
2.3 plc特点和功能
（1）plc的主要特点。plc的特点是：工作可靠、运行速度快、积木式结构、组合灵活、良好的兼容性、程序编制及生成简单、丰富、网络功能强。
（2）plc的主要功能。plc系统能很好的完成工业实时顺序控制、条件控制、记数控制、步进控制等功能；能够完成模/数（a/d）、数/模（d/a）转换、数据处理、通讯联网、实时监控等功能。
多年的实践表明，plc耐用、可靠，是专为工厂设计的，具有根据工作环境要求加固的元件，实时扫描实践及故障诊断功能，故障排除简便，深得用户偏爱。
plc如此可靠的原因是一个可执行继电器逻辑、顺序功能图、功能块、结构文本、命令目录或其组合的实时核心或操作系统。若出现故障，其内置安全装置能保持机械受损，且能保持有序、有预见的顺序。
2.4 plc的发展趋势
由于plc有极快的逻辑运算和极强的逻辑控制、顺序控制能力，在离散控制中有无与伦比的可靠性，方便简单易学的编程方法，使其在以离散为主的工业自动化领域中有无可争议的领导地位。随着目前的plc技术的逐步发展，plc已经具备了传统dcs所具有的pid算法、模糊控制、自适应控制等，使其具备了相当的过程控制的功能。
plc技术发展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。随着工业控制发展的要求和其技术的不断发展，plc正迎来其成熟期，以下功能将逐步增强：
（1）小型化。控制设备的小型化将有利于有效的活用工厂的空间，同时可以削减设备消耗的材料费、设置工数、运输费用等成本。
（2）互换性。plc的历史已经比较久远，至今为止已经积累了很多硬件和软件资产，因此，在针对用户的要求，在改进控制器的同时，要尽可能的有效活用已有的资产。
（3）开放化。plc一般总是使用梯形图逻辑控制程序，现在，所有类型的其他产品正在努力获得并使用一些或者全部与iec 61131-3标准兼容的程序设计语言，包括梯形图逻辑图表、功能模块图表、顺序功能图表、结构化文本和指令表等程序设计语言。
（4）高性能化。plc的性能随着设备技术的进步而不断进步。以前用多个plc执行的控制，现在集中在一台高速、大容量的plc上，以降低设备的成本，以便增强设备的竞争力，提高产品的附加价值。
（5）开放式网络系统。根据生产目的，没有浪费的系统构成，对于设备的变更和扩张可以迅速的做出反应的工厂柔性系统构造非常必要。
将控制系统和信息系统有机的结合在一起，无论从那里都能自由的访问的无缝网络显得格外重要。
全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有plc，但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软plc(softplc)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有softplc组态软件和基于工业pc控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统plc供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统plc的技术发展与提高方面做出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是plc控制器的核心，plc供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将plc融入更加开放的工业控制行业。
（6）过程控制和管理功能。随着plc、dcs和ipc（工业现场控制用计算机）之间的竞争逐步加强，各plc厂家正在逐步将传统dcs所特有的过程控制功能逐步移植到plc中，使其在过程控制领域能够与dcs进行竞争，这方面plc已经取得了很大的成果。为了满足生产管理的需要,各plc厂家也在其软件开发上增加了管理软件，通过与其plc 的实时通讯采集现场数据并通过相应的软件完成生产管理所需要的管理功能。
3 dcs体系结构
3.1 dcs的定义
dcs是分布式控制系统（distributed control system）的简称，亦称为集散控制系统，它是由回路仪表控制系统发展而来，是在计算机、通讯、控制和crt技术迅速发展的基础上产生的。
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