DCS 和 PLC之间的主要区别在于业务模型,我们通过DCS 与 PLC 架构的比较进行了讨论。
DCS 与 PLC 架构
DCS商业模式可以说是基于单一制造商的整体集成系统。
分布式控制系统架构
对于 DCS,控制器、I/O 子系统、数据库服务器软件、工程软件和操作员软件都是设计在一起的单一整体单元,并且只能相互协作。
无法使用第三方的组件。无法在其他系统上使用这些组件中的任何一个。
DCS 使用基于标准以太网的 I/O 子系统网络和控制网络,但具有专有应用协议,并且通常仅使用特定批准型号的以太网交换机。
图 1 在 DCS 中,所有组件均来自同一家制造商
仅允许使用特定版本的 Windows,并且仅允许在 DCS 制造商提供的一种类型的经批准的计算机上使用。
这些限制使 DCS 制造商能够非常彻底地、大规模地、重负载地、使用许多控制器和工作站对所有东西进行测试。
批量控制、高级控制和自动调整等应用也一起进行了测试。这可确保不存在兼容性冲突和不可预见的依赖性。
彻底的大规模测试是可能的,因为每个组件基本上只有一种类型,因此只有一种或很少的组合。
第三方软件仅允许在单独的“应用站”上使用,且不能与本地 DCS 应用程序发生冲突,并且必须经过 DCS 制造商的测试和批准;白名单。
DCS 是整体式的,使用相同品牌的 I/O 子系统、控制器和软件以及单一计算机和操作系统平台。这已经经过大规模彻底测试。
DCS 长期支持
系统通常可运行 15 年或更长时间。在此期间,将会有多个Windows版本、服务包、修补程序、大量病毒定义更新,并且计算机硬件也需要更换。
通常,DCS 仅支持单一类型的防病毒软件,每当有新的病毒定义或有 Windows 操作系统服务包或修补程序时,系统都会再次对所有硬件和软件的整个整体套件进行测试供应商在发布之前确保可以部署病毒定义和服务包而不会出现任何兼容性冲突。
分布式控制系统升级
DCS版本也作为所有硬件和软件的单个整体单元进行升级,例如I/O卡固件、控制器固件、服务器软件、工程师站软件、操作员站软件以及任何其他软件都一起升级。
每当有新的系统版本时,系统制造商都会提前对所有这些组件进行大规模的全面测试,以确保它们彼此兼容。
此外,老版本到新版本的在线热切换流程已经过大规模的全面测试,保证了现场部署的顺利进行。
正是彻底和大规模的测试提供了这种保证,使得 DCS 在石化联合体等大型装置中非常受欢迎。通过单一系统中的少数组合,此类测试变得实用。
PLC架构/商业模式
PLC业务模型可以说是基于系统集成商(SI)的灵活架构。
PLC架构
PLC 架构非常灵活,每个组件都可以从众多供应商中自由选择。 PLC 是带有配置软件和 IO 子系统的 CPU。
有时,I/O 子系统可能来自第三方。甚至插入背板的 I/O 卡也可能来自第三方。
HMI 软件通常来自第三方。 PLC 制造商提供的本机 OPC 服务器通常是最好的,但有时也会使用第三方 OPC 服务器。
图2 对于一个PLC,集成了不同制造商的组件
基本上任何 PLC 都可以与任何 I/O 子系统、OPC 服务器和 HMI 软件配合使用,因为使用了 PROFIBUS-DP、PROFINET、Modbus/RTU、Modbus/TCP、DeviceNet 和 EtherNet/IP 以及 OPC 等标准协议。
网络设备、电脑、Windows版本均可自由选择。一些发现不工作的组件被列入黑名单。
图3 DCS使用单一供应商,而PLC解决方案结合多个供应商,导致大量组合
注:现在也有单一 PLC 封装供应商
这种灵活性支持数百种硬件和软件组合,使得这些制造商不可能在工厂决定购买之前在每个版本的 Windows 上测试其硬件和软件的每种可能组合。
某些组合可能会由相关制造商进行测试,但可能会也可能不会大规模重负载。
PLC 允许在各种计算机和操作系统平台上任意组合 I/O 子系统、CPU 和 HMI/SCADA 软件。无法测试每种组合。
PLC 制造商可以提供所有硬件和软件组件,全部来自同一制造商,因为许多 PLC 制造商已经收购了HMI公司。如果是这样,则该特定组合可能比其他测试组合经过了更彻底的测试。
辅助第三方应用程序(例如批量控制、高级控制和自动调整等)通常不会一起测试,因为这会导致更多的组合。
PLC 与 DCS 一样使用专有的组态软件。也就是说,您不能像 DCS 一样为您的 PLC 使用第三方组态软件。
PLC的本机OPC服务器比第三方OPC服务器更好,因为PLC配置软件通常会自动配置OPC服务器的地址空间。
PLC 长期支持
在典型的系统运行 15 年或更长时间的过程中,将会出现多个 Windows 版本、服务包、修补程序、大量病毒定义更新,并且计算机硬件也需要更换。
通常,PLC 对防病毒软件或 Windows 操作系统版本没有限制,因此病毒定义、服务包和修补程序的组合数量再次变得过于庞大且不切实际,这些制造商无法在发布之前聚在一起测试每种可能的新组合。工厂部署,确保在大量软硬件组合上部署时不会出现兼容性冲突。
PLC制造商可能会限制单个防病毒软件和Windows版本。如果是这样,则该特定组合可能比他们测试的其他组合经过了更彻底的测试。
PLC 升级
对于PLC,硬件和软件组件是单独升级的。也就是说,I/O子系统固件、CPU固件和配置软件、OPC服务器、HMI软件以及任何其他软件都是相互独立升级的。
考虑到每个组件选项的不同版本,组合的数量会增加几个数量级。
这种灵活性使得这些制造商在工厂部署之前聚集在一起测试新版本的每种可能的组合是不切实际的。
测试一种版本组合到另一种版本组合的热切换几乎是不可能的。
PLC制造商可以提供所有硬件和软件组件,仅限于部署前测试的单个防病毒软件和Windows版本,并仅限于单个I/O子系统数据库服务器控制器/PLC操作员站/HMI、DCS、PLC系统-广泛的版本升级,并在部署前测试热切换。
这样,PLC 的灵活性就会被放弃,而获得 DCS 的稳健性。