离散控制系统( DCS)在过程控制行业中占有支配的地位，而可编程逻辑控制器( PLC)在离散制造行业中占有统治的地位。在过程控制行业中，过程控制的功能基本上通过采用专有的离散控制系统( DCS)来进行调节控制，而其停止运行的功能寻址则由可编程逻辑控制器( PLC)完成。本文将对 DCS 与 PLC 系统的集成应用前景进行探讨。

过程控制行业和 DCS系统

炼油厂、化工厂、发电厂、造纸厂和金属冶炼厂等一类过程控制行业，总是离不开采用 DCS 作为过程中的控制系统。其主要的一类控制功能特性，例如：控制器、历史状态、显示、现场输出数据等都是“分布式”的。 包括处理器、 I/O 卡分布、通路和现场连接装置(用于执行命令) 在内的分布DCS 系统流程图可保证灵活地添加、 修正或取消控制点的连接。 在某种意义上来说，它们能起到隔离的作用，不致使系统上某单一部件的故障影响到其他部件的功能。 例如， 一个控制闭环的故障不致影响到其他相连闭环回路的功能特性。其工作性能和可靠性确立了 DCS 系统在过程控制行业中的应用地位。

离散行业和 PLC

PLC 是来源于离散行业中的应用。 PLC 不同于典型的 DCS 系统选项的地方主要在于，它与控制 一 个 系 统 的 逻 辑 程 序 有 关 。PLC 采用物理装置代替硬连线逻辑，并借助于中央处理器来阅读所有的输入值，并执行程序， 向编程状态发出输出指令。这一切都是在重复的扫描过程中完成的，每次扫描约持续几毫秒的时间。

一般来说，像汽车和建筑自动化、电子和半导体、机械和运输等一类的离散行业传统上都采用 PLC可编程逻辑控制器。

DCS和PLC的共同功能特性

典型的 DCS 系统除了能起到控制功能以外，还可将其顺序控制的功能特性，应用于逻辑编程之中。在过程控制功能中发挥作用的同一个处理器也能用于逻辑控制。在连续的过程生产工厂中，逻辑控制和工艺控制是要求互相分离的。这也正是典型的 PLC 可以获得接受的地方(与 DCS 系统一起使用)。对于逻辑应用而言，采用 DCS 系统的方案相对要比采用 PLC 可编程逻辑控制器更昂贵些。何况，过程的安全停产需要采用一种能独立于过程控制系统的专用系统。一个时期以来，在连续过程控制行业的生产中， DCS 系统变成了过程控制的同义词，而PLC 的功能特性则适合于停工时使用。其中， DCS 系统和 PLC 系统分别用于过程控制和逻辑功能特性， PLC 接收来自 DCS 系统的数据 (连续的输入数据)以及来自于现场的数字和模拟输入数据。

PLC 驱动现场各装置的情况(工厂过程中的一部分)纯粹是响应其接收的来自现场的硬接线输入数据，其反应动作完全独立于DCS 系统的控制动作。由于 PLC接收来自 DCS 系统的连续输入数据，因此 PLC 起到了一个数据汇集系统的作用。

3 C功能通用的硬件、综合性的技术、加强的通信功能

DCS和PLC系统的处理器始终在不断更新换代，与其所鼓吹的强大处理功能保持同步。与这两者控制器连接的 I/O 卡也有很强大的处理器。工厂在控制器和I / O 板上同时安设模拟和数字信号处理功能是完全符合逻辑的，这是一个它们可以共同发挥作用的地方，两者既“统一”但又“相互独立”。 在某些情况下，这一目标已经实现。在最近一届的德国汉诺威博览会上， Y o k o g a w a、ABB、西门子等一类生产厂越来越多地展示了这些产品。 DCS 和PLC 系统的控制器都具有相类似的功能特性，但从应用来看则又是不同的。

在过程生产工厂中，PLC的安全 性 是 安 全 自 动 化 仪 表 系 统( SIS) 运行中的一个主要因素。 诸如 IEC 61508, IEC 71511 和 ISA SP85 一类的标准事实上已经代替了 TÜV 认证机构所采用的 DIN 19250 标准。这涉及到对整个自动化仪表系统的认证，而不光是逻辑控制器部分。整体安全水平( SIL)的认证关系到额外的成本，因此，这使得企业用户会尽量设法去降低开发费用，尽量选用最佳的 “通用”硬件。对于用户来说，这样做的结果就是节省每一处系统访问的费用。

ARC 咨询集团已经注意到了现场总线基金会( F i e l d b u s Foundation， FF)和Profibus国际用户组织( P r o f i b u s N u t z e r -organisation ， PNO)将安全应用放在优先的位置上。FF已将其安全自动化仪表系统( FF-SIS)提交 TÜV认证机构审批，并希望该系统能够在 2005 年底以前到位。 PNO 组织在安全规范方面也做了类似的努力，最近也送交 TÜV 认证机构审批，以便使工厂的产品能够在相同的时间内发货。这些规范的要点就是要求享用共同的平台、公用的网络以及与 DCS 系统共享软件工具。

但 PLC 系统仍然保留其停工关闭时的功能识别特性，同时，还要保证可以避免的停产时间。

制造企业倾向于采用一种公用的平台解决方案，以代替不同系统单元连接和各自拥有的总线。 DCS和 PLC系统的工程功能始终处于分离的位置，并根据不同的访问控制模式进行必要的改变，这主要是因为一直受到传统的系统总线概念的影响。可以通过以太网设备那样的通用通信平台，从而采用单一的工程工作站来配置 DCS和 PLC系统，这样也可使公用报警和事故监控系统安装在单一的位置上，以避免租用昂贵的第三方设备来完成源自DCS和PLC两大系统的数据流汇总。通用工程工作站概念有利于公 认 的 标 准 编 程 语 言 ( I E C 61134)成为主流语言。 PLC 与DCS 这两种系统在配置的方式上(例如在功能块方面)有许多共同的特点，这为培训人员降低费用 方 面 铺 平 了 道 路 。 事 实 上 ，DCS和PLC系统的操作员通用工作站正在不断地得到重视。至今为止， DCS 和 PLC系统之间的传统串行接口—— Modbus RTU 协议接口继续延长向 PLC 开放，以便从 DCS 系统提取数据后做进一步处理。在大部分情况下，PLC将

能够从DCS系统进行“阅读”， 但不用于作为对 D C S 系统的“写入”。这是因为除了数据的传输速度之外，当数据从 P L C 写入DCS 系统时，通信数据的丢失也可 能 会 影 响 过 程 的 控 制 功 能 。

PLC和DCS系统之间的接口通常通过一个位于 DCS 系统终端的附加“网关”硬件来完成。最新的发展趋势是将DCS和PLC系统建立在像以太网那样的公用平台上，并使用TCP/IP协议进行数据交换。这样，不但可省去 DCS 系统终端的附加硬件，而且还可以保证以更高的速度来传输系统之间的数据，并将这些数据更可靠地建立在系统之中。我们可以想象，具有共同功能特性、应用于不同场合的DCS系统和PLC设置到同一“底板”上，更大地发挥两大系统相互之间的潜力。

工厂资产管理

A R C 咨询集团还特别注意到：“……许多供货商已经开发了有效的工厂资产管理( P l a n t Asset Management ， PAM)解决方案，为用户提供了一个进入过程的有力窗口，使他们能够预先制订维修和操作策略，辨别发生事故前的一切问题，为提高工厂的 生 产 性 能 和 操 作 优 化 特 性( OpX)提供一个关键的方法。”许多来源于 P A M 的数据将很有效地从 FF HSE 或 Profibus DP 一类的公用总线平台获得，而不是分别通过 DCS和 PLC系统的通道获得。例如OPC的连通性，保证OPC服务器驻留在PLC/DCS操作员工作站上，为一个典型的 PAM(客户 OPC)提供连续的或历史性的数据。 DCS 和 PLC 系统在功能特性方面的结合连同其统一的构建风格，为最大程度地发挥 PAM优越性提供了一个机会。

来自 PC-Based 的挑战

操 作 员 工 作 站 能 够 支 持 基于 Windows 风格的工业 PC。这种情况在 DCS 和 PLC 系统中都是实际存在的。控制方式继续以各自拥有的硬件和软件为基础，而所采用的网络体系是一种更为公开的标准。其本身不会转化成以 P C 机为基础的控制方式。

用户仍然对传统的控制系统充满信心，同时还吸收了操作终端和网络部分的变化。然而，目前正在出现追捧和推销 PC-Based控制器的情况。尤其对于单个控制器应用，这种情况更为显著。

PC-Based 控制器是否会挤占传统 PLC和 DCS 系统的应用空间还是一个值得讨论的问题，只是不知道 PC-Based 控制器的市场推销是否将进一步促进 D C S 和PLC 技术走向融合?