矩形科技王晟磊谈PLC、DCS、PC的交叉点
供稿： 深圳市矩形科技有限公司
在现有技术的发展过程中，因为IC技术、通信技术、软件技术的高速发展。PLC、DCS、IPC在近几年出现了相当多的交叉和重复，基本上变成了PLC看起来更像DCS，而IPC改头换面之后与大多数的软PLC并无二样，也采用模块化结构，也使用IEC61131-3的五种语言，在使用上面比大多数的PLC更加容易更加偏软件。
这些年经常见到一些朋友问到底DCS与PLC的区别是什么，IPC+软逻辑之后是不是PLC？
这个问题真是一个很模糊的问题，因为差别实在是太小了。我曾经研发了五年的DCS又研发了四年的PLC，其中更多次使用IPC+软逻辑开发过PLC产品，所以从我们做研发的定义来分辨这几种产品吧。
DCS：
DCS原来设计主要是为顺序控制开发的，大多数执行是定时扫描方式，循环的速度要求不高，多数在50ms~1秒以上可以设，但DCS应用的场合主要是电厂的主控、化工、造纸等，这些场合是一些比较复杂的模型，需要较强的模拟量运算能力，同时大多数DCS都针对不同的行业开发不同的功能块，使用户在使用时不需要自己用PID之类的算法做控制，而是抽象到了模型或者回路这一层。
另外DCS的用途点数通常比较多，很多大系统加上中间点可以达到20万点以上，硬IO点数也在数万点之多，如果用一台控制器当然是很困难的，所以大多数DCS在基于网络的多DPU协同工作方面有很强的能力。
超强的冗余功能，冗余与热备这是两种完全不同的技术，很多厂商完全混淆这两种概念误导客户，大多数冗余的故障切换时间都在uS级，这是严格的无缝切换，而热备则带有很多的软件特征，切换慢一点的如某公司的400系列某型大型PLC，需要数分钟之久。同时冗余也还有双CPU通过双口RAM和通过串行通信等数种不同的实现方式，这里面带有着相当大的成本和性能不同，用户在选取时需要认真调研。
每一个DPU内均有一块实时数据库，实时数据库按站数和内外分成多块，每个站都用广播方式将自己的变量全量发送出去，同时每个站都会接收和更新其它站广播过来的全局变量，这样使每个站都可以实时的得到其它站的数据，从而使DCS可以很好的控制一个大系统。
DCS的控制器和HMI（人机界面）通常是合二为一的，这也比较适合大型过程控制的监控室，这使DCS更显示出浓厚的PC根源。
DCS的控制网络通常都是封闭的，通过一个历史数据库或者网关与外网交互，同时DCS对于工程师站、操作员站的定义比PLC工程体系要更为清晰和明显。
PLC：
小型微型PLC倒没什么冲突，因为结构和低成本的原因与其它两类产品完全不同。但中大型PLC因为大量使用PC_BASE技术使其与DCS和IPC+软逻辑基本上没有差别，只是因为这些厂商大多之前就是PLC厂商而且客户群都是PLC的客户，所以他的产品就叫PLC。
IPC+软逻辑：
在十几年前美欧的几个专家在这个问题有过一段很长时间的争论，围绕了一个问题是IPC+软逻辑如何实现才是合理的，因为当时主要有几种声音，一种是完全反对IPC在控制中的使用，因为显而易见的可靠性问题，包括操作系统的兼容性与可靠性如何并重。另一种是完全支持IPC在工控中的应用，并认为要使用标准的PC软硬件，这样才可以使兼容性和开放性的优点充分体现。最后一种是一种折中的方案，把PLC插入IPC内，做为IPC的一个板卡。在实现上面也有这么几种方案：
方案一：标准操作系统，包括WINNT（含XP、2000、NT等）、linux、DOS，加软逻辑软件
方案二：标准操作系统加PLC卡，这样当电脑死机时控制不会受影响，重启电脑并不影响PLC，同时PLC与PC之间通过共享内存或者双口RAM进行数据交互。使其可以有PC的开放性和各种资源同时可以保证控制部分的可靠性。
方案三：重新设计的硬件系统如模块化结构再加上软逻辑软件，使其硬可靠性与PLC完全相同，只是使用了X86的CPU和芯片组而已。
方案一，在一些特殊的应用场合有一部分市场，主要是在运控、图像、显示方面有其很大的优点；方案二是一个很保守的做法，但成本方面比较高；方案三其实已经是一个PLC了。
这些年经常见到一些朋友问到底DCS与PLC的区别是什么，IPC+软逻辑之后是不是PLC？
这个问题真是一个很模糊的问题，因为差别实在是太小了。我曾经研发了五年的DCS又研发了四年的PLC，其中更多次使用IPC+软逻辑开发过PLC产品，所以从我们做研发的定义来分辨这几种产品吧。
DCS：
DCS原来设计主要是为顺序控制开发的，大多数执行是定时扫描方式，循环的速度要求不高，多数在50ms~1秒以上可以设，但DCS应用的场合主要是电厂的主控、化工、造纸等，这些场合是一些比较复杂的模型，需要较强的模拟量运算能力，同时大多数DCS都针对不同的行业开发不同的功能块，使用户在使用时不需要自己用PID之类的算法做控制，而是抽象到了模型或者回路这一层。
另外DCS的用途点数通常比较多，很多大系统加上中间点可以达到20万点以上，硬IO点数也在数万点之多，如果用一台控制器当然是很困难的，所以大多数DCS在基于网络的多DPU协同工作方面有很强的能力。
超强的冗余功能，冗余与热备这是两种完全不同的技术，很多厂商完全混淆这两种概念误导客户，大多数冗余的故障切换时间都在uS级，这是严格的无缝切换，而热备则带有很多的软件特征，切换慢一点的如某公司的400系列某型大型PLC，需要数分钟之久。同时冗余也还有双CPU通过双口RAM和通过串行通信等数种不同的实现方式，这里面带有着相当大的成本和性能不同，用户在选取时需要认真调研。
每一个DPU内均有一块实时数据库，实时数据库按站数和内外分成多块，每个站都用广播方式将自己的变量全量发送出去，同时每个站都会接收和更新其它站广播过来的全局变量，这样使每个站都可以实时的得到其它站的数据，从而使DCS可以很好的控制一个大系统。
DCS的控制器和HMI（人机界面）通常是合二为一的，这也比较适合大型过程控制的监控室，这使DCS更显示出浓厚的PC根源。
DCS的控制网络通常都是封闭的，通过一个历史数据库或者网关与外网交互，同时DCS对于工程师站、操作员站的定义比PLC工程体系要更为清晰和明显。
PLC：
小型微型PLC倒没什么冲突，因为结构和低成本的原因与其它两类产品完全不同。但中大型PLC因为大量使用PC_BASE技术使其与DCS和IPC+软逻辑基本上没有差别，只是因为这些厂商大多之前就是PLC厂商而且客户群都是PLC的客户，所以他的产品就叫PLC。
IPC+软逻辑：
在十几年前美欧的几个专家在这个问题有过一段很长时间的争论，围绕了一个问题是IPC+软逻辑如何实现才是合理的，因为当时主要有几种声音，一种是完全反对IPC在控制中的使用，因为显而易见的可靠性问题，包括操作系统的兼容性与可靠性如何并重。另一种是完全支持IPC在工控中的应用，并认为要使用标准的PC软硬件，这样才可以使兼容性和开放性的优点充分体现。最后一种是一种折中的方案，把PLC插入IPC内，做为IPC的一个板卡。在实现上面也有这么几种方案：
方案一：标准操作系统，包括WINNT（含XP、2000、NT等）、linux、DOS，加软逻辑软件
方案二：标准操作系统加PLC卡，这样当电脑死机时控制不会受影响，重启电脑并不影响PLC，同时PLC与PC之间通过共享内存或者双口RAM进行数据交互。使其可以有PC的开放性和各种资源同时可以保证控制部分的可靠性。
方案三：重新设计的硬件系统如模块化结构再加上软逻辑软件，使其硬可靠性与PLC完全相同，只是使用了X86的CPU和芯片组而已。
方案一，在一些特殊的应用场合有一部分市场，主要是在运控、图像、显示方面有其很大的优点；方案二是一个很保守的做法，但成本方面比较高；方案三其实已经是一个PLC了。
发布时间：2012年9月18日 15:00 人气：
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