2025-02-17
在業(yè)務(wù)管理和自動化系統(tǒng)中，一個經(jīng)常被提出的問題與可編程邏輯控制器（PLC）和分布式控制系統(tǒng)（DCS）之間的區(qū)別有關(guān)。從根本上說，PLC管理個人機器，而DCS監(jiān)督制造單元或工廠內(nèi)幾個設(shè)備的運行。但是，這只是PLC和DCS的一條基本信息。讓我們更深入地研究PLC和DCS的差異。
一、什么是可編程邏輯控制器（PLC）：
1．PLC的定義：
它是一種復(fù)雜的電子工具，廣泛用于商業(yè)自動化，以控制和簡化各種策略。PLC最初旨在取代傳統(tǒng)的高應(yīng)力繼電器，即合適的判斷控制器，現(xiàn)已成為工業(yè)環(huán)境中不可或缺的工具，提高了性能和精度。PLC的首要原因是通過根據(jù)輸入情況執(zhí)行預(yù)定義的良好判斷來自動化機器和戰(zhàn)術(shù)。
標(biāo)準(zhǔn)PLC包括五個基本結(jié)構(gòu)：處理單元、存儲單元、輸入輸出接口、能源供應(yīng)和語言交換接口。處理單元充當(dāng)大腦，執(zhí)行編程命令，而回憶單元存儲這些指令。輸入-輸出接口將PLC連接到傳感器和執(zhí)行器，使其能夠采集和輸入統(tǒng)計數(shù)據(jù)并發(fā)送輸出信號。
2．可編程邏輯控制器（PLC）的歷史：
PLC的出現(xiàn)取代了依賴?yán)^電器和接觸器的過時作系統(tǒng)。DCS，即分布式控制系統(tǒng)，是為滿足自動化行業(yè)的需求而創(chuàng)建的。它們不是為了取代PLC，而是為了與PLC共存并改進工廠或工廠的功能。
對PLC的需求之所以出現(xiàn)，是因為舊系統(tǒng)缺乏靈活性，并且需要花費過多的時間來修復(fù)問題。由于連接臟污、電線松動和晦澀難懂的文檔，過時的系統(tǒng)很難進行故障排除。控制系統(tǒng)仍然通過繼電器控制進行處理，導(dǎo)致房間被繼電器、接線端子和電線覆蓋。
1971年，Allen-Bradley為Bulletin1774PLC帶來了開創(chuàng)性的布局。理查德·莫雷利（RichardMorely）被譽為PLC之父，因為他在其理論中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過與Modicon合作，Morely設(shè)計了真正的梯形圖可編程控制器，并開創(chuàng)了梯形圖編程。
二、什么是分布式控制系統(tǒng)（DCS）：
1．DCS的定義：
分布式控制系統(tǒng)（DCS）代表了一種更完整和分散的業(yè)務(wù)作方法。與PLC不同，DCS的特點是在工廠或程序的持續(xù)時間內(nèi)分配一個縱的添加劑網(wǎng)絡(luò)。這種性質(zhì)消除了對有價值的作員監(jiān)督作的需求，促進了靈活和可擴展的系統(tǒng)。
在DCS中，管理功能定位在適用的流程或菌群附近，從而降低了設(shè)置成本并提高了設(shè)備可靠性。這種結(jié)構(gòu)還允許遠程監(jiān)督和監(jiān)控，促進復(fù)雜業(yè)務(wù)流程的無縫管理。ADCS的重要組件包括控制器、輸入輸出（IO）模塊、作站、工程站以及存儲和對話機。
DCS結(jié)構(gòu)在各個行業(yè)中都采用巨大的包裝，包括石化、造紙、能源技術(shù)、處方藥、煉油廠和眾多生產(chǎn)部門。DCS的可擴展性使其特別適用于需要幾個控制器之間大量相互作用的程序。
2．分布式控制系統(tǒng)（DCS）的演變：
過程控制領(lǐng)域在1960年代初期開始迅速發(fā)展，主要是當(dāng)?shù)蹏瘜W(xué)工業(yè)將其模擬控制系統(tǒng)換成計算機時。隨著這一變化，直接數(shù)字控制（DDC）的到來。在這個革命性的概念中，計算機接管了控制系統(tǒng)的功能，取代了舊的模擬監(jiān)控系統(tǒng)。采用DDC不僅更經(jīng)濟，而且效率更高。因此，出現(xiàn)了許多DDC語言，并廣泛用于樓宇自動化的溫度和通風(fēng)控制。今天，這種傳統(tǒng)在分布式控制系統(tǒng)（DCS）中仍然可以看到。
在1980年代，技術(shù)進步主要集中在用計算機取代傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng)。盡管大膽，但接下來的發(fā)展涉及建立可以統(tǒng)一總體方向的中央系統(tǒng)。Midac是最早涉足該領(lǐng)域的公司之一，為墨爾本大學(xué)創(chuàng)建了現(xiàn)代樓宇自動化系統(tǒng)。它是一個微處理器系統(tǒng)，協(xié)同工作以劃分和共享工作和內(nèi)存。
隨著Microsoft在1990年代的崛起，我們看到了范式的轉(zhuǎn)變。由于沒有繼續(xù)以硬件為導(dǎo)向的前景，DCS公司看到了前景，并決定轉(zhuǎn)向軟件。今天，這一趨勢表明了過程控制環(huán)境的演變，它受到軟件開發(fā)的強烈影響。
三、可編程邏輯控制器（PLC）和分布式控制系統(tǒng)（DCS）有什么區(qū)別：
1．定義和結(jié)構(gòu)：PLC是ProgrammableLogicControllers的縮寫，是專為自動化工業(yè)方法而設(shè)計的微控制器。普通的PLC包括五個基本添加劑：處理單元、回憶單元、輸入輸出接口、供電和通信接口。另一方面，DCS或分布式控制系統(tǒng)是一種計算機化設(shè)備，它利用在工廠運行期間分配的幾個控制器來實現(xiàn)完全控制和自動化。
2．控制目標(biāo)和類型：PLC的發(fā)展主要是為了取代傳統(tǒng)的強應(yīng)力繼電器控制器，消除了對電磁繼電器的需求。PLC在離散管理程序中表現(xiàn)出色。相反，DCS旨在取代單回路控制器。
3．冗余和架構(gòu)：雖然由于額外的硬件價格，PLC冗余不會一直保持價格合理，但DCS本身包含冗余作為默認功能。PLC具有簡單靈活的架構(gòu)，而DCS結(jié)構(gòu)則表現(xiàn)出更復(fù)雜且更不靈活的形狀。
4．IO（輸入-輸出）容量和響應(yīng)速度：PLC的IO處理潛力很低；通常，它處理大約數(shù)百個IO。相比之下，DCS系統(tǒng)擁有更高的IO處理能力，經(jīng)常擴展到許多IO。PLC的反應(yīng)時間更快，通常在1/10秒內(nèi)，而DCS結(jié)構(gòu)的響應(yīng)時間非常慢，約為30毫秒。
5．應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的存儲和控件數(shù)量：PLC將軟件事實存儲在多個數(shù)據(jù)庫中，而DCS結(jié)構(gòu)將軟件記錄合并到一個未婚數(shù)據(jù)庫中。PLC可以處理的控制裝置數(shù)量受到限制，而DCS系統(tǒng)可以正確控制更大范圍的控制裝置。
6．流程和可預(yù)測性：對于程序交互最少的批處理，PLC是完美的選擇，而DCS結(jié)構(gòu)則擅長應(yīng)對相互關(guān)聯(lián)、連續(xù)、復(fù)雜的方法。PLC的策略不是完全可預(yù)測的，而DCS策略則表現(xiàn)出更高程度的可預(yù)測性。
7．診斷功能和成本注意事項：PLC提供診斷功能以通知作員故障，而DCS結(jié)構(gòu)可在容量故障出現(xiàn)之前提醒操作員。就價值而言，PLC在硬件方面通常價格較低；但是，也可能包含更高的工程成本。DCS硬件的價格相對較高，但相關(guān)的工程成本顯著降低。
8．尺寸和應(yīng)用：PLC的特點是長度緊湊，使其適用于眾多離散生產(chǎn)行業(yè)以及金屬、汽車和化合物。在評估中，DCS結(jié)構(gòu)更大，并發(fā)現(xiàn)它們在禮儀工業(yè)、煉油廠、造紙渦輪機、水管理、補救植被和鍋爐控制中的第一大應(yīng)用。
結(jié)論：
PLC（可編程邏輯控制器）和DCS（分布式控制系統(tǒng)）之間的主要區(qū)別在于它們的應(yīng)用重點：PLC主要用于過程工業(yè)，而DCS是離散生產(chǎn)行業(yè)的典型代表。盡管如此，盡管存在這種差異，但這兩個系統(tǒng)具有相同的主要功能：控制和自動化。
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