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由于工業(yè)生產(chǎn)過程是一個分散系統(tǒng)，因此過程控制的方式最好是分散進行，而監(jiān)視、操作和最佳化管理應以集中為好。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，控制管理的要求不斷提高，過程參數(shù)日益增多，控制回路越加復雜，在70年代中期產(chǎn)生了集散控制系統(tǒng)，他一經(jīng)出現(xiàn)就受到工業(yè)控制界的青睞。DCS是集計算機技術、控制技術、網(wǎng)絡通信技術和圖形顯示技術于一體的系統(tǒng)。與常規(guī)的集中式控制系統(tǒng)相比有如下特點：
1、實現(xiàn)了分散控制。它使得系統(tǒng)控制危險性分散、可靠性高、投資減小、維護方便。
2、實現(xiàn)集中監(jiān)視、操作和管理。使得管理與現(xiàn)場分離，管理更能綜合化和系統(tǒng)化，
3、采用網(wǎng)絡通信技術，這是DCS的關鍵技術，它使得控制與管理都具實時性，并解決系統(tǒng)的擴充與升級問題。
目前，由于PLC把專用的數(shù)據(jù)高速公路（HIGHWAY）改成通用的網(wǎng)絡，并逐步將PLC之間的通信規(guī)約靠攏使得PLC有條件和其它各種計算機系統(tǒng)和設備實現(xiàn)集成，以組成大型的控制系統(tǒng)，這使得PLC系統(tǒng)具備了DCS的形態(tài)，這樣，基于PLC的DCS系統(tǒng)目前在國內(nèi)外都得到了廣泛的應用。
可編程序控制器（PLC）及集散控制系統(tǒng)（DCS）是目前工業(yè)控制領域最廣泛使用的兩種控制技術，它們各自具有明顯的優(yōu)勢及劣勢，如PLC在高速的順序控制中占主導地位，而DCS則在復雜的過程控制中占優(yōu)勢；PLC體積小，使用靈活，價格相對較低，但在通訊功能及管理能力方面不及DCS，DCS雖然通訊及管理能力較強，但體積大，價格相對較高.在這種情況下，用戶期望得到一種集PLC與DCS優(yōu)點于一體的控制系統(tǒng)，這種混合式控制系統(tǒng)（以下簡稱HCS）應既能完美地實現(xiàn)邏輯及順序控制，又能很好地完成過程控制，同時還應具有管理功能，且體積小，價格較低，可靠性高。一些自控設備生產(chǎn)廠商已有產(chǎn)品問世，Rockwell公司新近推出的Allen-Bradley（A-B）品牌ProcessLogix過程控制系統(tǒng)便是其中一例。
本文將介紹一種混合式控制系統(tǒng)，既吸取傳統(tǒng)DCS“管理集中，控制分散”的設計精髓，又保留傳統(tǒng)PLC所固有的靈活性及低價位等優(yōu)點，適用于離散控制、順序控制及連續(xù)控制場合，以最低成本來完成高技術的自動化。
一、PLC與DCS比較
如果按從弱至強將PLC與DCS的性能劃分為1至10個等級，則可將它們的對比列于表1
表1PLC與DCS的比較
比較項目PLC控制DCS控制
高速順序控制106
復雜過程控制610
硬件可靠性98
聯(lián)網(wǎng)和通訊功能48
管理能力39
系統(tǒng)診斷和報警38
早期的PLC以數(shù)字量的順序控制為主。隨著PLC功能不斷擴充，PLC增加了模擬量控制功能、PID調(diào)節(jié)功能、通訊聯(lián)網(wǎng)功能及分級控制功能等，在過去DCS占統(tǒng)治地位的化工、冶金等行業(yè)也可由PLC進行控制。但PLC難以組成大型、復雜、綜合的系統(tǒng)，如果過多的PC企圖通過網(wǎng)絡與過多的PLC通訊，則可能導致瓶頸現(xiàn)象及計時上的困難。
DCS是由模擬儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來，初期的功能以回路調(diào)節(jié)為主，之后又加入了順序控制的功能。DCS的設計思想是操作管理集中，控制分散以提高整個系統(tǒng)的可靠性及管理能力。DCS的上述優(yōu)勢使它在控制系統(tǒng)的高端市場仍占主流。但DCS比PLC價位高，對一些資金有限的中小型企業(yè)有時難以承受。
本文探討的這種混合式控制系統(tǒng)整合了PLC與DCS的優(yōu)勢，對需要實現(xiàn)低成本自動化（LCA）的場合尤為適用。
二、混合式控制系統(tǒng)結構
該系統(tǒng)主要以DCS的設計思想為基礎，綜合PLC與DCS的各自優(yōu)勢。它主要由系統(tǒng)網(wǎng)絡、操作員工作站、中央服務器、控制器及輸入/輸出（I/O）模塊等部分組成。
1、系統(tǒng)網(wǎng)絡
對DCS而言，系統(tǒng)網(wǎng)絡是整個系統(tǒng)的基礎和核心，對整個系統(tǒng)的實時性、可靠性和可擴充性起著決定性的作用。對混合式控制系統(tǒng)也是如此。
如圖1所示，HCS是分級控制系統(tǒng)，共分兩級：操作管理級及過程控制級。操作管理級的各項設備——操作員工作站及中央服務器由N1網(wǎng)連接。N1網(wǎng)是一局域網(wǎng)（LAN），對它的要求是能以較高的速率傳輸大量數(shù)據(jù)，可選用Ethernet（以太網(wǎng)）或ARCNET。Ethernet采用載波偵聽/多路訪問協(xié)議，具有10Mbps及100Mbps的通訊速度，但它不具備實時性；ARCNET采用令牌傳輸協(xié)議，具有2.5Mbps的通訊速度，具有好的實時性。N1網(wǎng)的網(wǎng)絡拓樸結構可采用星形、總線形、混合形等�？偩�結構的網(wǎng)絡技術比較成熟，施工相對簡單，節(jié)點的加入或退出也無需中止網(wǎng)絡運行，是工業(yè)控制網(wǎng)常用的網(wǎng)絡結構。N1網(wǎng)的傳輸介質(zhì)可使用雙絞線、同軸電纜或光纖。
N2網(wǎng)將過程控制級的控制器與控制器、控制器與遠程I/O、遠程I/O與遠程I/O連接起來，并使之與中央
