PLC DCS ECS 系統比較分析總結

  一、 PLC(可編程邏輯控制器，英文：Programmable Logic Controller）

  定義：PLC 是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

結構組成：

  主要結構包括：①、電源。②、處理單元（CPU）。③、存儲器。④、輸入輸出接口模塊（I/O）。⑤、功能模塊。⑥、通訊模塊。

系統特點：

  主要特點：

   ①系統構成靈活，擴展容易，以開關量控制為其特長；也能進行連續過程的PID 回路控制；并能與上位機構成復雜的控制系統，如DDC 和DCS 等，實現生產過程的綜合自動化。

   ②使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統開發周期短，現場調試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。

   ③能適應各種惡劣的運行環境，抗干擾能力強，可靠性強，遠高于其他各種機型。

   ④控制功能強，適用面廣；現代PLC 不只是有邏輯運算、計時、計數、順序控制等功能，還具有數字和模擬量的輸入輸出、功率驅動、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產機械、一條生產線，又可控制一個生產過程。⑤維護方便，功耗低，故障率低；

應用：

   PLC 著重于邏輯控制及開關量的控制，也可實現模擬量控制。一般應用場合比較廣泛。但處理能力和控制回路數一般都比較有限。

  二、 DCS（分布式控制系統，英文：Distributed Control System）

  定義：DCS 是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。國內行業也稱集散控制系統。

  結構組成：

   DCS 包括過程級、操作級和管理級，過程級主要由過程控制站、I/O單元和現場儀表組成，是系統控制功能的主要實施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統的操作和組態。管理級主要是指工廠管理信息系統（MIS 系統），為DCS更高層次的應用。

系統特點：

  主要特點：

   ①可靠性高；由于DCS 將系統控制功能分散在各臺計算機上實現，系統結構采用容錯設計，因此某一臺計算機出現的故障不會導致系統其它功能的喪失。此外，由于系統中各臺計算機所承擔的任務比較單一，可以針對需要實現的功能采用具有特定結構和軟件的專門計算機，從而使系統中每臺計算機的可靠性也得到提高。

   ②開放性；DCS 采用開放式、標準化、模塊化和系列化設計，系統中各臺計算機采用局域網方式通信，實現信息傳輸，當需要改變或擴充系統功能時，可將新增計算機方便地連入系統通信網絡或從網絡中卸下，幾乎不影響系統其他計算機的工作。

   ③靈活性；通過組態軟件根據不同的流程應用對象進行軟硬件組態，即確定測量與控制信號及相互間連接關系、從控制算法庫選擇適用的控制規律以及從圖形庫調用基本圖形組成所需的各種監控和報警畫面，從而方便地構成所需的控制系統。

   ④控制功能齊全；控制算法豐富，集連續控制、順序控制和批處理控制于一體，可實現串級、前饋、解耦、自適應和預測控制等先進控制，并可方便地加入所需的控制算法。DCS 的構成方式十分靈活，可由專門的管理計算機站、操作員站、工程師站、記錄站、現場控制站和數據采集站等組成，也可由通用的服務器、工業控制計算機和可編程控制器構成。處于底層的過程控制級一般由分散的現場控制站、數據采集站等就地實現數據采集和控制，并通過數據通信網絡傳送到生產監控級計算機。生產監控級對來自過程控制級的數據進行集中操作管理，如各種優化計算、統計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機技術的發展，DCS 可以按照需要與更高性能的計算機設備通過網絡連接來實現的集中管理功能，如計劃調度、倉儲管理、能源管理等。

   ⑤協調性；各工作站之間通過通信網絡傳送各種數據，整個系統信息共享，協調工作，以完成控制系統的總體功能和優化處理。

   ⑥易于維護；功能單一的小型或微型專門計算機，具有維護簡單、方便的特點，當某一局部或某個計算機出現故障時，可以在不影響整個系統運行的情況下在線更換，迅速排除故障。

應用：

  DCS 著重于閉環控制及數據處理。應用場合也比較廣泛。其數據處理能力和控制回路數比較多。

三、 ECS（電氣控制系統，英文：Electrical Control System）

  定義：電氣控制系統一般稱為電氣設備二次控制回路，不同的設備有不同的控制回路，而且高壓電氣設備與低壓電氣設備的控制方式也不相同。將電氣納入DCS控制后的電氣系統稱為ECS 系統（電氣控制系統）。

結構組成：

  ECS 簡單的就是說用DCS 實現電氣控制的系統，系統結構組成與DCS 基本相同。

系統特點：

  ①控制對象少，操作頻率低，操作可靠性要求高；

  ②保護自動裝置要求可靠性高，動作速度快；

  ③公用部分的監視控制要求靈活、獨立、可切換；

  ④電氣系統的聯鎖邏輯較簡單，但電氣設備本身操作機構復雜。

應用：

  ECS 主要應用：供電和配電等電氣設備之間電氣控制。應用場合比較單一。

四、 對于以上三種控制系統，總結有如下幾點：

  ①按實用性來講，PLC 控制系統是目前使用多的系統，其次是DCS系統。

  ②從主要結構上講，PLC 具備下位機的所有要求控制的功能，但對于自動化要求比較高的場合，PLC 控制系統可以外加人機界面或計算機來完成完整性的控制要求。而DCS 系統在結構上我們可以認為是PLC 加上位機的結合體。

  ③對于主要系統特點來說，DCS 控制系統有其獨到和全面優越性，其優越的控制功能能適用于任何工廠控制系統，操作和維護也十分簡單。但現階段PLC 控制系統的控制功能也十分豐富，有些控制功能基本上與DCS 無異。

  ④在系統應用上，PLC 控制系統一般都比較相對獨立，控制規模也遠不如DCS。而DCS 控制系統一般是由很多系統組成，每個系統都是獨立的，控制規模也比較大，小的DCS 控制系統可以是一套，而大的DCS 控制系統可以有許多小的DCS 控制系統組成。而ECS 控制系統基本上就是一套DCS 系統。而應用的場合也比較單一。

  ⑤就性價比來說，三種系統排列如下：PLC>ECS>DCS。總之，對于三種系統的應用，應主要以實際情況為主。現階段PLC 加上位機的控制系統應用比較多，而PLC 技術也是現階段很成熟的控制系統，控制功能也比較豐富，基本可以滿足現階段工廠控制所有要求。

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