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潯之漫智控技術(shù)有限公司  上海詩慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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控制類產(chǎn)品名目繁多，各家叫法不一。通常使用的控制類產(chǎn)品包括DCS、PLC兩大類。我們又將DCS的概念拓展到FCS。

DCS（DistributedContorlSystem）集散控制系統(tǒng)，又稱分布式控制系統(tǒng)。

PLC（ProgramLogicControl）可編程邏輯控制器。

FCS（FieldBusContorlSyestem），現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

○發(fā)展到現(xiàn)在，DCS和PLC之間沒有一個(gè)嚴(yán)格的界線，在大多數(shù)人看來，大的系統(tǒng)就是DCS，小的系統(tǒng)就叫PLC。當(dāng)然，這么說也不是不可以，但是還不對(duì)?，F(xiàn)在我們來重新建立這個(gè)觀念。

○首先，DCS和PLC之間有什么不同？

1、從發(fā)展的方面來說：

DCS從傳統(tǒng)的儀表盤監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展而來。因此，DCS從先天性來說較為側(cè)重儀表的控制，比如我們使用的YOKOGAWACS3000DCS系統(tǒng)甚至沒有PID數(shù)量的限制（PID比例微分積分算法，是調(diào)節(jié)閥、變頻器閉環(huán)控制的標(biāo)準(zhǔn)算法，通常PID的數(shù)量決定了可以使用的調(diào)節(jié)閥數(shù)量）。

PLC從傳統(tǒng)的繼電器回路發(fā)展而來，初的PLC甚至沒有模擬量的處理能力，因此，PLC從開始就強(qiáng)調(diào)的是邏輯運(yùn)算能力。

2、從系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和兼容性的方面來說：

市場(chǎng)上控制類產(chǎn)品繁多，無論DCS還是PLC，均有很多廠商在生產(chǎn)和銷售。對(duì)于PLC系統(tǒng)來說，一般沒有或很少有擴(kuò)展的需求，因?yàn)镻LC系統(tǒng)一般針對(duì)于設(shè)備來使用。一般來講，PLC也很少有兼容性的要求，比如兩個(gè)或以上的系統(tǒng)要求資源共享，對(duì)PLC來講也是很困難的事。而且PLC一般都采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，比如西門子的MPI總線性網(wǎng)絡(luò)，甚至增加一臺(tái)操作員站都不容易或成本很高。

DCS在發(fā)展的過程中也是各廠家自成體系，但大部分的DCS系統(tǒng)，比如橫河YOKOGAWA、霍尼維爾、ABB等等，雖說系統(tǒng)內(nèi)部（過程級(jí)）的通訊協(xié)議不盡相同，但操作級(jí)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)不約而同的選擇了以太網(wǎng)絡(luò)，采用標(biāo)準(zhǔn)或變形的TCP/IP協(xié)議。這樣就提供了很方便的可擴(kuò)展能力。在這種網(wǎng)絡(luò)中，控制器、計(jì)算機(jī)均作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)存在，只要網(wǎng)絡(luò)到達(dá)的地方，就可以隨意增減節(jié)點(diǎn)數(shù)量和布置節(jié)點(diǎn)位置。另外，基于windows系統(tǒng)的OPC、DDE等開放協(xié)議，各系統(tǒng)也可很方便的通訊，以實(shí)現(xiàn)資源共享。

3、從數(shù)據(jù)庫來說：

DCS一般都提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。換句話說，在DCS系統(tǒng)中一旦一個(gè)數(shù)據(jù)存在于數(shù)據(jù)庫中，就可在任何情況下引用，比如在組態(tài)軟件中，在監(jiān)控軟件中，在趨勢(shì)圖中，在報(bào)表中……而PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫通常都不是統(tǒng)一的，組態(tài)軟件和監(jiān)控軟件甚至歸檔軟件都有自己的數(shù)據(jù)庫。為什么常說西門子的S7400要到了414以上才稱為DCS？因?yàn)槲鏖T子的PCS7系統(tǒng)才使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，而PCS7要求控制器起碼到S7414-3以上的型號(hào)。

4、從時(shí)間調(diào)度上來說：
STEP 7- Micro/WIN SMART 是專門為S7-200 SMART 開發(fā)的編程軟件，能在Windows XP SP3/Windows 7 上運(yùn)行，支持LAD、FBD、STL語言。安裝文件小于100 MB。在沿用STEP 7- Micro/WIN 良好編程理念的同時(shí)，更多的人性化設(shè)計(jì)使編程更容易上手，項(xiàng)目開發(fā)更加。
全新菜單設(shè)計(jì)
摒棄了傳統(tǒng)的下拉式菜單，采用了新穎的帶狀式菜單設(shè)計(jì)，所有菜單選項(xiàng)一覽無余，形象的圖標(biāo)顯示，操作更加方便快捷。
雙擊菜單即可隱藏，給編程窗口提供更多的可視空間。
全移動(dòng)式窗口設(shè)計(jì)
軟件界面中的所有窗口均可隨意移動(dòng)、并提供八種拖拽放置方式。
主窗口、程序編輯窗口、輸出窗口、變量表、狀態(tài)圖等窗口均可按照用戶的習(xí)慣進(jìn)行組合，大限度的提高編程效率。
變量定義與程序注釋
用戶可根據(jù)工藝需求自定義變量名，并且直接通過變量名進(jìn)行調(diào)用，*享受編程語言的便利。根據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能，特殊功能寄存器調(diào)用后自動(dòng)命名，更加便捷。
STEP 7- Micro/WIN SMART 提供了完善的注釋功能，能為程序塊、編程網(wǎng)絡(luò)、變量添加注釋，大幅提高程序的可讀性。當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到指令塊時(shí)，自動(dòng)顯示各管腳支持的數(shù)據(jù)類型。
強(qiáng)大的密碼保護(hù)
STEP 7- Micro/WIN SMART 不僅對(duì)計(jì)算機(jī)中的程序源提供密碼保護(hù)，同時(shí)對(duì)CPU 模塊中的程序也提供密碼保護(hù)，滿足用戶對(duì)密碼保護(hù)的不同需求，完美保護(hù)用戶的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
STEP 7- Micro/WIN SMART 對(duì)程序源實(shí)現(xiàn)三重保護(hù)：包括為為工程、POU（程序組織單元）、數(shù)據(jù)頁設(shè)置密碼，只有授權(quán)的用戶才能查看并修改相應(yīng)的內(nèi)容。
編程軟件對(duì) CPU 模塊里的程序提供4 級(jí)不同權(quán)限密碼保護(hù)。
新穎的設(shè)置向?qū)?/span>
STEP 7- Micro/WIN SMART 集成了簡(jiǎn)易快捷的向?qū)гO(shè)置功能，只需按照向?qū)崾驹O(shè)置每一步的參數(shù)即可完成復(fù)雜功能的設(shè)定。新的向?qū)Чδ茉试S用戶直接對(duì)其中某一步的功能進(jìn)行設(shè)置，修改已設(shè)置的向?qū)П銦o需重新設(shè)置每一步。
向?qū)гO(shè)置支持以下功能：
? HSC（高速計(jì)數(shù)）
? 運(yùn)動(dòng)控制
? PID
? PWM（脈寬調(diào)制）
? 文本顯示
狀態(tài)監(jiān)控 
在STEP 7- Micro/WIN SMART 狀態(tài)圖中，可監(jiān)測(cè)PLC 每一路輸入/ 輸出通道的當(dāng)前值，同時(shí)可對(duì)每路通道進(jìn)行強(qiáng)制輸入操作來檢驗(yàn)程序邏輯的正確性。
狀態(tài)監(jiān)測(cè)值既能通過數(shù)值形式，也能通過比較直觀的波形圖來顯示，二者可相互切換。
另外，對(duì)PID 和運(yùn)動(dòng)控制操作，STEP 7- Micro/WIN SMART 通過專門的操作面板可對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

PLC的程序一般不能按事先設(shè)定的循環(huán)周期運(yùn)行。PLC程序是從頭到尾執(zhí)行一次后又從頭開始執(zhí)行。（現(xiàn)在一些新型PLC有所改進(jìn)，不過對(duì)任務(wù)周期的數(shù)量還是有限制）而DCS可以設(shè)定任務(wù)周期。比如，快速任務(wù)等。同樣是傳感器的采樣，壓力傳感器的變化時(shí)間很短，我們可以用200ms的任務(wù)周期采樣，而溫度傳感器的滯后時(shí)間很大，我們可以用2s的任務(wù)周期采樣。這樣，DCS可以合理的調(diào)度控制器的資源。

5、從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)面來說：

一般來講，DCS慣常使用兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一層為過程級(jí)網(wǎng)絡(luò)，大部分DCS使用自己的總線協(xié)議，比如橫河的Modbus、西門子和ABB的Profibus、ABB的CANbus等，這些協(xié)議均建立在標(biāo)準(zhǔn)串口傳輸協(xié)議RS232或RS485協(xié)議的基礎(chǔ)上。現(xiàn)場(chǎng)IO模塊，特別是模擬量的采樣數(shù)據(jù)（機(jī)器代碼，213/掃描周期）十分龐大，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)干擾因素較多，因此應(yīng)該采用數(shù)據(jù)吞吐量大、抗干擾能力強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)?；赗S485串口異步通訊方式的總線結(jié)構(gòu)，符合現(xiàn)場(chǎng)通訊的要求。

IO的采樣數(shù)據(jù)經(jīng)CPU轉(zhuǎn)換后變?yōu)檎螖?shù)據(jù)或?qū)嵭螖?shù)據(jù)，在操作級(jí)網(wǎng)絡(luò)（第二層網(wǎng)絡(luò)）上傳輸。因此操作級(jí)網(wǎng)絡(luò)可以采用數(shù)據(jù)吞吐量適中、傳輸速度快、連接方便的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)因操作級(jí)網(wǎng)絡(luò)一般布置在控制室內(nèi)，對(duì)抗干擾的要求相對(duì)較低。因此采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)是選擇。TCP/IP協(xié)議是一種標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議，一般我們采用100Mbit/s的通訊速度。

PLC系統(tǒng)的工作任務(wù)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量一般不會(huì)太大，所以常見的PLC系統(tǒng)為一層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。過程級(jí)網(wǎng)絡(luò)和操作級(jí)網(wǎng)絡(luò)要么合并在一起，要不過程級(jí)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化成模件之間的內(nèi)部連接。PLC不會(huì)或很少使用以太網(wǎng)。

6、從應(yīng)用對(duì)象的規(guī)模上來說：

PLC一般應(yīng)用在小型自控場(chǎng)所，比如設(shè)備的控制或少量的模擬量的控制及聯(lián)鎖，而大型的應(yīng)用一般都是DCS。當(dāng)然，這個(gè)概念不太準(zhǔn)確，但很直觀，習(xí)慣上我們把大于600點(diǎn)的系統(tǒng)稱為DCS，小于這個(gè)規(guī)模叫做PLC。我們的熱泵及QCS、橫向產(chǎn)品配套的控制系統(tǒng)一般就是稱為PLC。

說了這么多PLC與DCS的區(qū)別，但我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，PLC與DCS發(fā)展到今天，事實(shí)上都在向彼此靠攏，嚴(yán)格的說，現(xiàn)在的PLC與DCS已經(jīng)不能一刀切開，很多時(shí)候之間的概念已經(jīng)模糊了?，F(xiàn)在，我們來討論一下彼此的相同（似）之處。