發布者：虹潤集團
導讀
目前，在連續型流程生產自動控製或習慣稱之為工業過程控製中，有三大控製係統，即PLC、DCS和FCS。今天自動化頻道就給大家介紹它們各自的基本特點及這三大係統之間的差異等。
三大控製係統各自的特點
1.分散控製係統DCS與集散控製係統TDCS是集4C(Com-munication。Computer，Control，CRT)技術於一身的監控技術。
2. 從上到下的樹狀拓撲大係統，其中通信(Communication)是關鍵。
3. PID在中斷站中，中斷站聯接計算機與現場儀器儀表與控製裝置。
4. 是樹狀拓撲和並行連續的鏈路結構，也有大量電纜從中繼站並行到現場儀器儀表。
5. 模擬信號，A／D—D／A、帶微處理器的混合。
6. 一台儀表一對線接到I／O，由控製站掛到局域網LAN。
7. DCS是控製(工程師站)、操作(操作員站)、現場儀表(現場測控站)的3級結構。
8. 缺點是成本高，各公司產品不能互換，不能互操作，大DCS係統各家是不同的。
9. 用於大規模的連續過程控製，如石化等。
1. 從開關雖控製發展到順序控製、運送處理，是從下往上的。
2. 連續PID控製等多功能，PID在中斷站中。
3. 可用一台PC機為主站，多台同型PLC為從站。
4. 也可一台PLC為主站，多台同型PLC為從站，構成PIE網絡。這比用PC機作主站方便之處是：有用戶編程時，不必知道通信協議，隻要按說明書格式寫就行。
5. PLC網格既可作為獨立DCS／TDCS，也可作為DCS／TDCS的子係統。
6. 大係統同DCS／TDCS，如TDC3000，CENTUMCS，WDPFI。MOD300。
7. PLC網絡如Siemens公司的SINEC．L1，SINEC．HI，S4，S5，S6，S7等，GE公司的GENET，三菱公司的MELSEC．NET，MELSEC-NET／MINI。
8. 主要用於工業過程中的順序控製，新型PLC也兼有閉環控製功能。
1.基本任務是：本質(本征)安全、危險區域、易變過程、難於對付的非常環境。
2. 全數字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控製裝置。
3. 用兩根線聯接分散的現場儀表、控製裝置、PID與控製中心，取代每台儀器兩根線。
4. 在總線上PID與儀器、儀表、控製裝置都是平等的。
5. 多變量、多節點、串行、數字通信係統取代單變量、單點、並行、模擬係統。
6. 是互聯的、雙向的、開放的取代單向的、封閉的。
7. 用分散的虛擬控製站取代集中的控製站。
8. 由現場電腦操縱，還可掛到上位機，接同一總線的上一級計算機。
9. 局域網，可與intemet相通。
10. 改變傳統的信號標準、通信標準和係統標準入企業管理網。
三大控製係統之間的差異
差異要點
DCS係統的關鍵是通信。也可以說數據公路是分散控製係統DCS的脊柱。由於它的任務是為係統所有部件之間提供通信網絡，因此，數據公路自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性。數據公路的媒體可以是：一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。為保證通信的完整，大部分DCS廠家都能提供冗餘數據。為了保證係統的安全性，使用複雜的通信規約和檢錯技術。
FCS的關鍵要點有三點：
1. FCS係統的核心是總線協議，即總線標準。為了使現場總線滿足可互操作性要求，使其成為真正的開放係統，在IEC國際標準，現場總線通訊協議模型的用戶層中，就明確規定用戶層具有裝置描述功能。為了實現互操作，每個現場總線裝置都用裝置DD來描述。DD能夠認為是裝置的一個驅動器，它包括所有必要的參數描述和主站所需的操作步驟。由於DD包括描述裝置通信所需的所有信息，並且與主站無關，所以可以使現場裝置實現真正的互操作性。開放的現場總線控製係統的互操作性，就一個特定類型的現場總線而言，隻要遵循該類型現場總線的總線協議，對其產品是開放的，並具有互操作性。
2. FCS係統的基礎是數字智能現場裝置。數字智能現場裝置是FCS係統的硬件支撐，是基礎，道理很簡單，FCS係統執行的是自動控製裝置與現場裝置之間的雙向數字通信現場總線信號製。如果現場裝置不遵循統一的總線協議，即相關的通訊規約，不具備數字通信功能，那麼所謂雙向數字通信隻是一句空話，也不能稱之為現場總線控製係統。再一點，現場總線的一大特點就是要增加現場一級控製功能。
3. FCS係統的本質是信息處理現場化。對於一個控製係統，無論是采用DCS還是采用現場總線，係統需要處理的信息量至少是一樣多的。實際上，采用現場總線後，可以從現場得到更多的信息。現場總線係統的信息量沒有減少，甚至增加了，而傳輸信息的線纜卻大大減少了。這就要求一方麵要大大提高線纜傳輸信息的能力，另一方麵要讓大量信息在現場就地完成處理，減少現場與控製機房之間的信息往返。可以說現場總線的本質就是信息處理的現場化。減少信息往返是網絡設計和係統組態的一條重要原則。減少信息往返常常可帶來改善係統響應時間的好處。
典型係統比較
通過使用現場總線，用戶可以大量減少現場接線，用單個現場儀表可實現多變量通信，不同製造廠生產的裝置間可以完全互操作，增加現場一級的控製功能，係統集成大大簡化，並且維護十分簡便。
設計、投資及使用
比較的前提是DCS係統與典型的、理想的FCS係統進行比較。為什麼要做如此的假設。作為DCS係統發展到今天，開發初期提出的技術要求卻已滿足並得到了完善，目前的狀況是進一步提高，因此也就不存在典型、理想的說法。而作為FCS係統，20世紀90年代剛進入實用化，作為開發初期的技術要求：兼容開放，雙向數字通信、數字智能現場裝置、高速總線等，目前還不理想有待完善。這種狀態與現場總線國際標準的製定不能說沒有關係。過去的十多年，各總線組織都忙於製定標準，開發產品，占領更多的市場，目的就是要擠身於國際標準，合法的占領更大的市場。現在有關國際標準的爭戰已告一段落，各大公司組織都已意識到，要真正占領市場，就得完善係統及相關產品。
PLC的發展
PLC於20世紀60年代末期在美國首先出現，目的是用來取代繼電器，執行邏輯、計時、計數等順序控製功能，建立柔性程序控製係統。1976年正式命名，並給予定義：PIE是一種數字控製專用電子計算機，它使用了可編程序存儲器儲存指令，執行諸如邏輯、順序、計時、計數與演算等功能，並通過模擬和數字輸入、輸出等組件，控製各種機械或工作程序。經過30多年的發展，PIE已十分成熟與完善，並開發了模擬量閉環控製功能。PIE在FCS係統中的地位似乎已被確定並無多少爭論。PIE作為一個站掛在高速總線上，充分發揮PIE在處理開關量方麵的優勢。另外，火力發電廠輔助車間，例如補給水處理車間、循環水車間、除灰除渣車間、輸煤車間等，在這些車間的工藝過程多以順序控製為主。PLC對於順序控製有其獨特的優勢。
係統的發展運用
自1973年提出第一台以微處理器為基礎的控製器以來，它逐步完善，並最終形成功能齊全、安全可靠的數字式分散控製係統DCS。它的性能大大優於以往任何一種控製係統，可以滿足工廠DAS，MCS，SCS和APS各係統的各種要求，目前還可以通過工業以太網建立管理層網絡，以滿足工廠呼聲越來越高的加強管理的要求。但是，自從有了FCS，並於20世紀90年代走向實用化以來，不斷有如下論點在公開刊物上發表，即：“從現在起，新的現場總線控製係統FCS將逐步取代傳統的DCS”“當調節功能下放到現場去以後，傳統的DCS就沒有存在的必要而會自動消失⋯‘今後十年，傳統的4 mA～20 mA模擬信號製將逐步被雙向數字通信現場總線信號製所取代，模擬與數字的分散型控製係統DCS將更新換代為全數字現場總線控製係統FCS”⋯⋯這些論點歸納為一句話：FCS將取代DCS，DCS從此將消亡。
上述論點皆出自於權威專家之口，確實不無道理。雙向數字通信現場總線信號製以及由它而產生的巨大的推動力，加速現場裝置與控製儀表的變革，開發出越來越多的功能完善的數字智能現場裝置。再則，FCS是由DCS以及PLC發展而來，它保留了DCS的特點，或者說FCS吸收了DCS多年開發研究以及現場實踐的經驗，當然也包括教訓。由此而得出結論，“FCS將取代DCS”，似乎也是順理成章之事。同時我們也應看到，DCS係統發展也近30年，在工廠的應用如此廣泛。
*本文內容采編自網絡，版權歸原作者所有，如有侵犯請聯係小編18960650707，我們將在24小時內刪除！*
