DCS 、 FCS 、 PLC 的区别

DCS 、 FCS 、 PLC 的区别

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什么叫 DCS ？ DCS也就是 Distributed control system直译分布式控制系统，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机 (Computer) 、通讯 (Communication) 、显示 (CRT) 和控制 (Control)等 4C 技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

DCS 的特点 (1) 高可靠性 由于 DCS 将系统控制功能分散

在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。

DCS 的特点 (2) 开放性 DCS 采用开放式、标准化、模块

化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。

DCS 的特点 (3) 灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用

对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。

DCS 的特点 (4) 易于维护 功能单一的小型或微型专用计算

机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。

DCS 的特点 (5) 协调性 各工作站之间通过通信网络传送各

种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。

DCS 的特点 (6) 控制功能齐全 控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制

于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS 的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。 处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS 可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。

DCS 的结构 DCS包括过程级、操作级和管理级 ，过程级主要由过程控制站、 I/O 单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS 系统），作为 DCS 更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。

DCS 过程控制站的组成 DCS 的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、 CPU（中央处理器）、网络接口和 I/O 组成。

什么叫 PLC ？ PLC 也就是 Programmable logic Controller ，直译可编程逻辑控制器。

在 1987年国际电工委员会（ International Electrical Committee）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC做了如下定义： PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

PLC 的组成 PLC主要由 cpu 模块、输入模块、输出模块

和编程装置组成。

PLC 与 DCS 的区别 看看业内人士怎么说

PLC 与 DCS无法比较， PLC 是控制器，是孤立的产品，而 DCS 是系统。但 PLC 可以与 DCS 的控制站比较， PLC 的循环周期在 10毫秒左右，而 DCS 控制站在 500毫秒左右， PLC 的开放性更好，作为产

品其独立工作的能力更强。

—— OMRON公司 陆斌

DCS 是一个系统包括上位软件、网络与控制器，而 PLC只是一个控制器，要构成系统还需要上位 SCADA 系统和与之相连的网络。对 PID回路控制，现在三菱的过程控制器也可以实现象 SAMA 组态一样的 FBD编程； DCS 系统更大，控制的回路数目更多，有比较多的控制和算法，可以完成比较复杂的回路间的控制。硬件可靠性差不多。 DCS 可以做到 I/O 的冗余， P

LC则不可以。相对而言， PLC 构成的系统成本更低。

　　 —— 三菱电机自动化精密控制部经理宋葭晖

DCS 是一种“分散式控制系统”，硬件上包括现场控制器、操作员站计算机、工程师站计算机，以及联系他们的网络系统；DCS 软件上是一个整体方案，解决的是一个系统的所有技术问题，系统各部分之间结合严密。　　 PLC 是一个装置，硬件上等同于 DCS 中的现场控制器；软件上是一个局部方案，站与站之间组织松散。

　　 —— 贝加莱负责 APROL产品应用开发的技术经理陈志平

　分析 DCS 与 PLC 的区别，最关键的是两点，一是 DCS 是分布式控制，拥有全局数据库；二是 PLC 是顺序扫描机制， DCS 是以时间为基准的控制。我们的系统符合第一点，例如一个 I/O 标签的修改，在 HMI 也可以同步体现。

　　 ——罗克韦尔自动化过程市场产品经理 王广野

DCS 系统采用一个统一的开发环境，工程师站（过程管理层）用于现场控制站的组态，控制算法的开发以及流程图画面的开发。采用一个统一数据库！而 PLC 用于过程控制需要不同的开发环境，首先要对 PLC( 相当于 DCS 的现场控制站层 ) 进行逻辑开发，建立相应的数据库，然后再通过相应的上位机软件，例如 GE Fanuc  的 Proficy HMI/SCADA - iFIX  或 CIMPLICITY Plant Edition 软件，建立与 PLC 相对应的数据库，然后进行流程图画面的开发。　　 DCS 开发控制算法采用仪表技术人员熟悉的风格，仪表人员很容易将 P&I 图转化成 DCS提供的控制算法，而 PLC 采用梯形图逻辑来实现过程控制，对于仪表人员来说相对困难。尤其是复杂回路的算法，不如 DCS 实现起来方便。　　 DCS 系统通常提供完整的系统给用户，包括机柜，电源，工程师站，操作员站，用户只需在现场简单的安装。而 PLC则需要系统集成。 　　 DCS 实现顺序连锁功能相对于 PLC来讲是弱势，且逻辑执行速度不如 PLC,  也不如 PLC编程方便。　　 DCS 的现场控制站层‘通常采用集中式控制，尽管支持远程分布式 I/O, 但由于成本原因， 很少采用。而 PLC 基于现场总线的远程分布式 I/O 更灵活易用，能有效的节省接线成本。

　　 —— GE Fanuc全球自动化解决方案中国区总经理贲志刚

什么叫 FCS?

FCS 是 Fieldbus Control System ，直译就是现场总线控制系统。

随着微处理器和通信技术的发展，控制界也不断在控制精度、可操作性、可维护性、可移植性等方面提出新需求。由此，导致了现场总线的产生。

FCS 和 DCS 区别前面已经论述过，分布式控制系统将向两个方向发展：

一个方向是向上发展：向 CIMS 计算机集成制造系统、 CIPS计算机集成生产系统发展；

另一个方向是向下发展：向 FCS （ Fieldbus Control System ）现场总线控制系统发展

我们下面的比较将是针对现场级 DCS 与 FCS 的比较

★现场总线控制系统由于采用了现场总线设备，能够把原先 DCS 系统中处于控制室的控制模块、输入输出模块置于现场总线设备，加上现场总线设备具有通信能力，现场的测量变送仪表可以与阀门等执行器直接传送信号，因而控制系统功能能够不依赖控制室的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。★由于采用数字信号替代模拟信号，因而可实现一对电线上传输多个信号 (包括多个运行参数值、多个设备状态、故障信息 )，同时又为多个现场总线设备提供电源；现场总线设备以外不再需要 A/D 、 D/A 转换部件。这样就为简化系统结构、节约硬件设备、节约连接电缆与各种安装、维护费用创造了条件。

FCS 和 DCS 的详细对比FCS DCS

(1) 结构 一对多：一对传输线接多台仪表，双向传输多个信号。

一对一：一对传输线接一台仪表，单向传输一个信号。

(2)

可靠性可靠性好：数字信号传输抗干扰能力强，精度高。

可靠性差：模拟信号传输不仅精度低，而且容易受干扰。

FCS DCS

（ 3）失控状态

操作员在控制室既可以了解现场设备过现场仪表的工作情况，也能对设备进行参数调整，还可以预测或寻找故障，使设备始终处于操作员的过程监控与可控状态之中。

操作员在控制室既不了解模拟仪表的工作情况，也不能对其进行参数调整，更不能预测故障，导致操作员对仪表处于“失控”状态。

（ 4）控制

控制功能分散在各个智能仪器中。

所有的控制功能集中在控制站中。

FCS DCS

（ 5）互换性

用户可以自由选择不同制造商提供的性能价格比最优的现场设备和仪表，并将不同品牌的仪表互连，实现“即插即用”。

尽管模拟仪表统一了信号标准（ 4~20mA DC ），可是大部分技术参数仍由制造厂自定，致使不同品牌的仪表互换性差。

（ 6）仪表

智能仪表除了具有模拟仪表的检测、变换、补偿等功能外，还具有数字通信能力，并且具有控制和运算能力。

模拟仪表只具有检测、变换、补偿等功能。

通信方式 DCS 采用层次化的体系结构，通信网络分布于各层并采用数字通信方式，唯有生产现场层的常规模拟仪表仍然是一对一模拟信号 (如 4～ 20 mA DC) 传输方式， DCS 是一个“半数字信号”系统。

FCS 采用全数字化、双向传输的通信方式。从最底层的传感器、变送器和执行器就采用现场总线网络，逐层向上直到最高层均为通信网络互联。多条分支通信线延伸到生产现场，用来连接现场数字仪表，采用一对 N连接。

分散控制 在 DCS 中，生产现场的多台模拟仪表集中接于输入／输出单元，而与控制有关的输入、输出、控制、运算等功能块都集中于 DCS 的控制站内。 DCS只是一个“半分散”系统。

FCS废弃了 DCS 的输入／输出单元，由现场仪表取而代之，即把 DCS 控制站的功能化整为零，功能块分散地分配给现场总线上的数字仪表，，实现彻底的分散控制。

互操作性

DCS 系统的现场级设备都是各制造商自行研制开发的，不同厂商的产品由于通信协议的专有与不兼容，彼此难以互联、互操作。

而 FCS 的现场设备只要采用同一总线标准，不同厂商的产品既可互联也可互换，并可以统一组态，从而彻底改变传统 DCS 控制层的封闭性和专用性。具有很好的可集成性。

可靠性、易维护 FCS 采用总线连接方式替代传统的 DCS 一对一的 I/O连线，对于大规模的 I/O系统来说，减少了 DCS 由接线点造成的不可靠因素。同时，数字化的现场设备替代模拟仪表， FCS具有现场设备的在线故障诊断、报警、记录功能，可完成现场设备的远程参数设定、参数修改等工作，因而增强系统的可维护性。

随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术 , 80年代末许多公司推出新一代的集散系统 , 其主要特征是新系统的局部网络采用 MA P 协议 ; 引用智能变送器与现场总线结构 ; 在控制软件上引入 PLC

的顺序控制与批量控制 , 使 DCS 也具有 PLC 的功能。