電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）在工業(yè)自動化行業(yè)，控制總是一個離不開的話題，如可編程邏輯控制器PLC。和可編程邏輯控制器PLC類似，分布式控制系統(tǒng)DCS也是工控行業(yè)里一大核心控制系統(tǒng)。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在DCS和PLC的區(qū)別可以說是越來越模糊，尤其是接口層面幾乎類似，但二者還是有著本質(zhì)上的不同。

多回路過程控制核心系統(tǒng)—DCS

上世紀70年代，計算機技術(shù)開始發(fā)展，原本使用一臺大型計算機完成的控制任務(wù)可以由幾十臺微處理器解決，大大提高了系統(tǒng)的容錯率，至此DCS誕生。

DCS在工控行業(yè)也被稱為集散控制系統(tǒng)，是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。DCS系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)將分布在工業(yè)現(xiàn)場附近的控制中心連接起來，以完成對現(xiàn)場設(shè)備的分散控制和集中操作管理。

DCS系統(tǒng)更傾向于過程控制，這是和PLC偏向于邏輯控制不一樣的地方。在工廠的生產(chǎn)過程中，DCS可以有效地對現(xiàn)場參數(shù)進行檢測和控制，雖然現(xiàn)在的PLC也能將過程控制處理得很好，但是在過程控制的專業(yè)性上，尤其是多回路里，DCS無疑是更高的。

再者，PLC只是一個現(xiàn)場控制裝置，而DCS是一個控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)任何設(shè)備的功能和協(xié)調(diào)。

目前，對于小型設(shè)備來講，PLC系統(tǒng)可能是最劃算的，但DCS系統(tǒng)則提供了更具經(jīng)濟性的可擴展能力，更可能在整個工廠的生命周期獲得較高的回報。更具體一點來說，如果對I/O點的需求不算多，PLC會更適合，而在大型應用中，DCS系統(tǒng)全局數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢更易于管理和升級，在全局控制上更合適。

DCS可靠控制與通訊

從DCS的組成來看，控制器、I/O模塊、操作站、通訊網(wǎng)絡(luò)和軟件部分組成了完整的DCS系統(tǒng)。其處理流程大致為從現(xiàn)場控制級過程控制級，再到過程管理級最后到經(jīng)營管理級。

現(xiàn)場控制級的設(shè)備是各類用于采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)的裝置，比如常見的電機、溫度傳感器、濕度傳感器、執(zhí)行器等等現(xiàn)場設(shè)備。這一過程主要是對現(xiàn)場過程中的變量進行數(shù)據(jù)采集，也會對采集后的數(shù)據(jù)進行一部分預處理。

到過程控制級這一階段，是DCS的核心，整個生產(chǎn)工藝的調(diào)節(jié)都由此部分實現(xiàn)。過程控制部分的核心設(shè)備是現(xiàn)場控制單元，也就是控制器。DCS控制器的組成和PLC控制器沒有區(qū)別，由CPU、RAM、F2PROM等器件組成再加上冗余數(shù)字和模擬I/O。

硬件上CPU，I/O模塊這些功能模塊的器件選擇差異不大，區(qū)別在于控制器內(nèi)的算法組合會不一樣。

DCS的控制器和大型PLC一樣，往往會選擇MPU或者MCU加上FPGA來進行處理。此外，PLC在不是高可靠性要求的場合，不一定會冗余CPU和電源，DCS則不一樣，冗余CPU及電源是必備的。

通信部分分為幾個層次，I/O部分的通訊、控制器之間的通訊以及整個DCS網(wǎng)絡(luò)間的通訊。三個部分的協(xié)議要么采用工業(yè)以太網(wǎng)要么由廠商自行開發(fā)專用協(xié)議?？偟耐負浣Y(jié)構(gòu)無非是環(huán)型（總線型）和星型。星型的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面比較小，比較少見。

在通訊部分，同樣有冗余的校驗。數(shù)據(jù)傳輸過程中DCS會采用循環(huán)的冗余校驗進行驗錯和糾錯，保證當有結(jié)點存在故障時，信息能夠可靠地繼續(xù)傳輸。

寫在最后

近幾年，DCS的產(chǎn)品價格整體呈下降趨勢，這和國產(chǎn)工控品牌的蓬勃發(fā)展密切相關(guān)，我國DCS本土品牌中控技術(shù)、和利時已經(jīng)可以和艾默生、ABB、西門子、霍尼韋爾和日系橫河電機等傳統(tǒng)DCS廠商抗衡。

與PLC側(cè)重于局部邏輯控制相比，DCS在模擬量上的控制更勝一籌，DCS系統(tǒng)更強的數(shù)據(jù)傳輸和管理能力在大型工控應用中有著廣泛的應用，是近年來工控領(lǐng)域大力推動國產(chǎn)化發(fā)展的核心設(shè)備。