2023年12月29日发(作者：)
电气设计中的 PC,MCC〔包括保安 MCC,UPS,DCS 等控制系统分别是什么含义,他们的具体功
能是什么？
■PC： 动力中心,提供动力配置。
■MCC： 电动机控制中心,保安 MCC 就是 MCC 系统的一部份。提供动力驱动设
备的控制。
■UPS： 交〔直流不停电电源系统,作用是防止断电。主要由逆变控制器和蓄电池
组组成。
DCS:通常使用的控制类产品类别,分 DCS、 PLC 两大类。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。
DCS 值得详细了解一下,代表了控制系统技术主流：■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 YOKOGAWA CS3000 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 甚至没有摹拟量的处理能力,
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：
1 / 5
市场上控制类产品繁多,无论 DCS 还是 PLC,均有不少厂商在生产和销售。对
于 PLC 系统来说,普通没有或者很少有扩展的需求,因为 PLC 系统普通针对于设备来
1 / 5
使用。普通来讲,PLC 也很少有兼容性的要求,比如两个或者以上的系统要求资源共 享,对 PLC 来讲也是很艰难的事。而且 PLC 普通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者成本很高。
DCS 在发展的过程中也是各厂家自成体系,但大部份的 DCS 系统,比如横河
YOKOGAWA、霍尼维尔、ABB 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,采用标准或者变形的 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。 此外,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 普通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 的程序普通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,无非对任务周期的数
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
2 / 5
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：
普通来讲,DCS 惯常使用两层网络结构,一层为过程级网络,大部份 DCS 使用
自己的总线协议,比如横河的 Modbus、西门子和 ABB 的 Profibus、ABB 的
CAN bus 等,这些协议均建立在标准串口传输协议 RS232 或者 RS485 协议的基础 上。现场 IO 模块,特殊是摹拟量的采样数据〔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者实形数据,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,同时因操作级网络普通布置在控制室内,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,普通 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普通不会太大,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末合并在一起,要不
过程级网络简化成模件之间的内部连接。 PLC 不会或者很少使用以太网。
6、从应用对象的规模上来说：
PLC 普通应用在小型自控场所,比如设备的控制或者少量的摹拟量的控制及联 锁,而大型的应用普通都是 DCS。固然,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普通就是称为 PLC。
3 / 5
○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,不少
时候之间的概念已经含糊了。现在,我们来讨论一下彼此的相同〔似之处。
1、从功能来说：
PLC 已经具备了摹拟量的控制功能,有的 PLC 系统摹拟量处理能力甚至还相
当强大,比如横河 FA-MA3、西门子的 S7 400、ABB 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 CS3000
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 普通使用触摸屏,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
〔普通都是基于 RS485 或者 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 概念含糊的原因之一。
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,直至彻底融和。
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,
特殊重要的是仪表。 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,整个摹拟量的控制分散到现场仪
4 / 5
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。 <
目前国内有横河在中海壳牌石化项目中用到了 FCS,仪表级采用的是智能化仪表
例如:EJX 等,具备世界最先进的控制水准>。
○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者有 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。
5 / 5
发布评论