DCS 的基本结构和 PLC 的区别

DCS 的 基本 结构 和 PLC 的 区别   DCS 为 分散 控制 系统 的英 文（ TOTAL  DISTRIBUTED 
CONTROL SYSTEM）简称。指的是控制危险分散、管理和显示集中。60 年代末有人研制了
作逻辑运算的可编程序控制器（

Programmable Logic Controller）。简称 PLC。主要应用于汽

车制造业。

70 年代中期以完成模拟量控制的 DCS 推向市场，代替以 PID 运算为主的模拟仪

表控制。首先提出

DCS 这样一种思想的是原制造仪表的厂商，当时主要应用于化工行业。后

又有计算机行业从事

DCS 的开发。 70 年代微机技术还不成熟，计算机技术还不够发达。操

作站、控制器、

I/O 板和网络接口板等都是 DCS 生产厂家自行开发的，也就是所有部件都是

专用的。

 70 年代初，有人用如 PDP/1124 这样的小型机代替原来的集中安装的模拟仪表控制。

连接到中央控制室的电缆很多。如用小型机既作为控制器、同时把连接小型机的

CRT 又作为

显示设备（即人机界面）。一台小型机需接收几千台变送器或别的传感器来的信号，完成几
百个回路的运算。很显然其危险有点集中。和模拟仪表连接的电缆一样多，并且一旦小型机
坏了，控制和显示都没有了。数字控制没有达到预期的目的。

 后有人提出把控制和显示分开。

一台计算机完成控制计算任务，另一台计算机完成显示任务。另外，一个工艺过程作为被控
对象可能需要显示和控制的点很多，其中有一些还需要闭环控制或逻辑运算，工艺过程作
为被控对象的各个部分会有相对独立性，可以分成若干个独立的工序，再把在计算机控制
系统中独立的工序上需要显示和控制的输入、输出的点分配到数台计算机中去，把原来由一
台小型机完成的运算任务由几台或几十台计算机（控制器）去完成。其中一台机器坏了不影
响全局。所谓

“狼群代替老虎”的战术，这就是危险分散的意思。把显示、操作、打印等管理功

能集中在一起，用网络把上述完成控制和显示的两部分连成一个系统。当时有人把这种系统
称为集散系统。

 危险究竟要分散到多少算合适呢？这与当时的计算机技术的发展水平有关 。

70 年代中期，彻底分散就是一个控制器完成一个回路的运算。当时由于人们对数字技术不
太熟息，习惯于模拟仪表，

70 年代末、80 年代曾经风行回路控制器，把数字控制器做成和

原来模拟仪表在外观上几乎完全一样，不改变操作习惯

 ，内部把 PID 运算数字化。一块仪

表（一台计算机）完成一个回路的控制任务。其价格较为昂贵，但危险是分散了。然后用通
讯网络把各个控制器和以

CRT 为基础的人机界面连成一个系统。这时网络结构通常都是星

形结构。回路的控制器的制作成本太高，价格

/性能比不好。后来为了减低成本，就有两回路

的、四回路的控制器，

 它的价格/性能比稍好一些。对于一个大中型系统来说，DCS 的价格/

性能比比回路控制器组成的系统要好。有些特殊地方还是要用到一些回路控制器。

 如果所要

完成的回路太多，如一个控制器采集几千点、完成几百个回路的运算，危险又太集中。在这
种情况下，危险必需分散。随着计算机技术的发展，计算机的运算能力、存储容量和可靠性
不断提高，一台计算机所完成的任务也可以增加。完成的任务也可集中一点。另外，控制器、
网络等冗余技术也得到了发展，控制运算也可集中一些。

 从目前的 DCS 来看，一个控制器

完成几十个回路的运算和几百点的采集、再加适量的逻辑运算，经现场使用，效果是比较好
的。这就产生控制器升级的问题了。有时控制器和检测元件的距离还是比较远，这就促进现
场总线的发展。如

CAN、LOONWORKS、FF 等现场总线，以及 HART 协议接收板等都用到

DCS 系统中。 DCS 分为三大部分，带 I/O 板的控制器、通讯网络和人机界面（HMI）。由 I/O