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標(biāo)題: PLC,、DCS,、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異 [打印本頁]

作者: 駱駝草 時(shí)間: 2006-12-21 20:48
標(biāo)題: PLC、DCS,、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異
PLC、DCS,、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異
摘要：本文對PLC,、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異進(jìn)行了分析,，指出了三種控制系統(tǒng)之間的淵源及發(fā)展方向,。
關(guān)鍵詞：可編程序控制器（PLC）分散控制系統(tǒng)（DCS）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）

1.前言
　　上世紀(jì)九十年代走向?qū)嵱没默F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，正以迅猛的勢頭快速發(fā)展,，是目前世界上最新型的控制系統(tǒng)�,，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是目前自動(dòng)化技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn)，正受到國內(nèi)外自動(dòng)化設(shè)備制造商與用戶越來越強(qiáng)烈的關(guān)注�,，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn),，將給自動(dòng)化領(lǐng)域帶來又一次革命，其深度和廣度將超過歷史的任何一次,，從而開創(chuàng)自動(dòng)化的新紀(jì)元,。
　　在有些行業(yè)，F(xiàn)CS是由PLC發(fā)展而來的,；而在另一些行業(yè),，F(xiàn)CS又是由DCS發(fā)展而來的，所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬縷的聯(lián)系,，又存在著本質(zhì)的差異,。本文試就PLC、DCS,、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異作一分析,，指出它們之間的淵源及發(fā)展方向。

2．PLC,、DCS,、FCS三大控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)
　　目前，在連續(xù)型流程生產(chǎn)自動(dòng)控制（PA）或習(xí)慣稱之謂工業(yè)過程控制中,，有三大控制系統(tǒng),，即PLC、DCS和FCS,。它們各自的基本特點(diǎn)如下：

2．1 PLC
（1）從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制,、運(yùn)送處理，是從下往上的,。
（2）連續(xù)PID控制等多功能,，PID在中斷站中。
（3）可用一臺PC機(jī)為主站,，多臺同型PLC為從站,。
（4）也可一臺PLC為主站,，多臺同型PLC為從站，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò),。這比用PC機(jī)作主站方便之處是：有用戶編程時(shí),，不必知道通信協(xié)議，只要按說明書格式寫就行,。
（5）PLC網(wǎng)格既可作為獨(dú)立DCS/TDCS,，也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)。
（6）大系統(tǒng)同DCS/TDCS,，如TDC3000,、CENTUMCS、WDPFI,、MOD300,。
（7）PLC網(wǎng)絡(luò)如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1,、S4,、S5、S6,、S7等,，GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET,、MELSEC—NET/MINI,。
（8）主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能,。
（9）制造商：GOULD（美）,、AB（美）、GE（美）,、OMRON（日）,、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等,。

2．2 DCS或TDCS
（1）分散控制系統(tǒng)DCS與集散控制系統(tǒng)TDCS是集4C（Communication,，Computer， Control,、CRT）技術(shù)于一身的監(jiān)控技術(shù),。
（2）從上到下的樹狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)，其中通信（Communication）是關(guān)鍵,。
（3）PID在中斷站中,，中斷站聯(lián)接計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場儀器儀表與控制裝置,。
（4）是樹狀拓?fù)浜筒⑿羞B續(xù)的鏈路結(jié)構(gòu),，也有大量電纜從中繼站并行到現(xiàn)場儀器儀表。
（5）模擬信號，A/D—D/A,、帶微處理器的混合,。
（6）一臺儀表一對線接到I/O，由控制站掛到局域網(wǎng)LAN,。
（7）DCS是控制（工程師站）,、操作（操作員站）、現(xiàn)場儀表（現(xiàn)場測控站）的3級結(jié)構(gòu),。
（8）缺點(diǎn)是成本高,，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作,，大DCS系統(tǒng)是各家不同的,。
（9）用于大規(guī)模的連續(xù)過程控制，如石化等,。
（10）制造商：Bailey（美）,、Westinghous（美）、HITACH（日）,、LEEDS & NORTHRMP（美）,、SIEMENS（德）、Foxboro（美）,、ABB（瑞士）,、Hartmann & Braun（德）、Yokogawa（日）,、Honewell（美國）,、Taylor（美）等。

2．3 FCS
（1）基本任務(wù)是：本質(zhì)（本征）安全,、危險(xiǎn)區(qū)域,、易變過程、難于對付的非常環(huán)境,。
（2）全數(shù)字化,、智能、多功能取代模擬式單功能儀器,、儀表,、控制裝置。
（3）用兩根線聯(lián)接分散的現(xiàn)場儀表,、控制裝置,、PID與控制中心，取代每臺儀器兩根線,。
（4）在總線上PID與儀器,、儀表,、控制裝置都是平等的。
（5）多變量,、多節(jié)點(diǎn),、串行、數(shù)字通信系統(tǒng)取代單變量,、單點(diǎn),、并行、模擬系統(tǒng),。
（6）是互聯(lián)的,、雙向的、開放的取代單向的,、封閉的,。
（7）用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。
（8）由現(xiàn)場電腦操縱,，還可掛到上位機(jī),，接同一總線的上一級計(jì)算機(jī)。
（9）局域網(wǎng),，再可與internet相通,。
（10）改變傳統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)入企業(yè)管理網(wǎng),。
（11）制造商：美Honeywell ,、Smar 、Fisher— Rosemount,、 AB/Rockwell,、Elsag— Bailey 、Foxboro ,、Yamatake ,、日Yokogawa、歐 Siemens,、 GEC—Alsthom ,、Schneider、 proces—Data,、 ABB等,。
（12）3類FCS的典型
1）連續(xù)的工藝過程自動(dòng)控制如石油化工，其中“本安防爆”技術(shù)是絕對重要的,，典型產(chǎn)品是FF,、World FIP、Profibus—PA,；
2）分立的工藝動(dòng)作自動(dòng)控制如汽車制造機(jī)器人,、汽車,，典型產(chǎn)品是Profibus—DP、CANbus,；
3）多點(diǎn)控制如樓宇自動(dòng)化，典型產(chǎn)品是LON Work,、Profibus—FMS,。
　　從上述基本要點(diǎn)的描述中，我們是否注意到一點(diǎn),，用于過程控制的三大系統(tǒng),，沒有一個(gè)是針對電站而開發(fā)的，或者說,，在他們開發(fā)的初期,，都并非以電站做系統(tǒng)的首選控制對象。而在這些系統(tǒng)的使用說明中也絕不把電站做為首選適用范圍,，有的在適用范圍中根本就不提電站�,，F(xiàn)在奇怪的是，這三大控制系統(tǒng),，尤其是DCS,、PLC，都在電站得到了廣泛應(yīng)用,，而且效果也非常好,。

3．三大控制系統(tǒng)之間的差異
　　我們已經(jīng)知道,，F(xiàn)CS是由DCS與PLC發(fā)展而來，F(xiàn)CS不僅具備DCS與PLC的特點(diǎn)，而且跨出了革命性的一步,。而目前，新型的DCS與新型的PLC,，都有向?qū)Ψ娇繑n的趨勢,。新型的DCS已有很強(qiáng)的順序控制功能；而新型的PLC,，在處理閉環(huán)控制方面也不差,，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò)，DCS與PLC的適用范圍,，已有很大的交叉,。下一節(jié)就僅以DCS與FCS進(jìn)行比較。在前面的章節(jié)中,，實(shí)際上已涉及到DCS與FCS的差異,，下面將就體系結(jié)構(gòu)、投資,、設(shè)計(jì),、使用等方面進(jìn)行敘述,。
3．1 差異要點(diǎn)
·DCS
　　DCS系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信。也可以說數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱,。由于它的任務(wù)是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網(wǎng)絡(luò),，因此，數(shù)據(jù)公路自身的設(shè)計(jì)就決定了總體的靈活性和安全性,。數(shù)據(jù)公路的媒體可以是：一對絞線,、同軸電纜或光纖電纜。
　　通過數(shù)據(jù)公路的設(shè)計(jì)參數(shù),，基本上可以了解一個(gè)特定DCS系統(tǒng)的相對優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn),。
（1）系統(tǒng)能處理多少I/O信息。
（2）系統(tǒng)能處理多少與控制有關(guān)的控制回路的信息,。
（3）能適應(yīng)多少用戶和裝置（CRT,、控制站等）。
（4）傳輸數(shù)據(jù)的完整性是怎樣徹底檢查的,。
（5）數(shù)據(jù)公路的最大允許長度是多少,。
（6）數(shù)據(jù)公路能支持多少支路。
（7）數(shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造廠生產(chǎn)的硬件（可編程序控制器,、計(jì)算機(jī),、數(shù)據(jù)記錄裝置等）。
　　為保證通信的完整,，大部分DCS廠家都能提供冗余數(shù)據(jù)公路,。
　　為了保證系統(tǒng)的安全性，使用了復(fù)雜的通信規(guī)約和檢錯(cuò)技術(shù),。所謂通信規(guī)約就是一組規(guī)則,，用以保證所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被接收，并且被理解得和發(fā)送的數(shù)據(jù)一樣,。
　　目前在DCS系統(tǒng)中一般使用兩類通信手段,，即同步的和異步的，同步通信依靠一個(gè)時(shí)鐘信號來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收,，異步網(wǎng)絡(luò)采用沒有時(shí)鐘的報(bào)告系統(tǒng),。

·FCS
FCS的關(guān)鍵要點(diǎn)有三點(diǎn)
（1）FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標(biāo)準(zhǔn)
前面的章節(jié)已經(jīng)敘述,，一種類型的總線,，只要其總線協(xié)議一經(jīng)確定，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)與有關(guān)的設(shè)備也就被確定,。就其總線協(xié)議的基本原理而言,，各類總線都是一樣的，都以解決雙向串行數(shù)字化通訊傳輸為基本依據(jù)。但由于各種原因,，各類總線的總線協(xié)議存在很大的差異,。
為了使現(xiàn)場總線滿足可互操作性要求，使其成為真正的開放系統(tǒng),，在IEC國際標(biāo)準(zhǔn),，現(xiàn)場總線通訊協(xié)議模型的用戶層中，就明確規(guī)定用戶層具有裝置描述功能,。為了實(shí)現(xiàn)互操作,，每個(gè)現(xiàn)場總線裝置都用裝置描述DD來描述。DD能夠認(rèn)為是裝置的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器,，它包括所有必要的參數(shù)描述和主站所需的操作步驟。由于DD包括描述裝置通信所需的所有信息,，并且與主站無關(guān),，所以可以使現(xiàn)場裝置實(shí)現(xiàn)真正的互操作性。
　　實(shí)際情況是否如上述一致,，回答是否定的,。目前通過的現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)含8種類型，而原IEO國際標(biāo)準(zhǔn)只是8種類型之一,，與其它7種類型總線的地位是平等的,。其它7種總線，不論其市場占有率有多少,，每個(gè)總線協(xié)議都有一套軟件,、硬件的支撐。它們能夠形成系統(tǒng),，形成產(chǎn)品,，而原IEC現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)既無軟件支撐也無硬件支撐的空架子,。所以,，要實(shí)現(xiàn)這些總線的相互兼容和互操作，就目前狀態(tài)而言,，幾乎是不可能的,。
　　通過上述，我們是否可以得出這樣一種映象：開放的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的互操作性,，就一個(gè)特定類型的現(xiàn)場總線而言,，只要遵循該類型現(xiàn)場總線的總線協(xié)議，對其產(chǎn)品是開放的,，并具有互操作性,。換句話說，不論什么廠家的產(chǎn)品,，也不一家是該現(xiàn)場總線公司的產(chǎn)品,，只要遵循該總線的總線協(xié)議,，產(chǎn)品之間是開放的，并具有互操作性,，就可以組成總線網(wǎng)絡(luò),。
(2)FCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場裝置
數(shù)字智能現(xiàn)場裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐，是基礎(chǔ),，道理很簡單,，F(xiàn)CS系統(tǒng)執(zhí)行的是自動(dòng)控制裝置與現(xiàn)場裝置之間的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制。如果現(xiàn)場裝置不遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議,，即相關(guān)的通訊規(guī)約,，不具備數(shù)字通信功能，那么所謂雙向數(shù)字通信只是一句空話,，也不能稱之為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),。再一點(diǎn)，現(xiàn)場總線的一大特點(diǎn)就是要增加現(xiàn)場一級控制功能,。如果現(xiàn)場裝置不是多功能智能化的產(chǎn)品,，那么現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)也就不存在了，所謂簡化系統(tǒng),、方便設(shè)計(jì),、利于維護(hù)等優(yōu)越性也是虛的。
(3) FCS系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場化
對于一個(gè)控制系統(tǒng),，無論是采用DCS還是采用現(xiàn)場總線,，系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的。實(shí)際上,，采用現(xiàn)場總線后,，可以從現(xiàn)場得到更多的信息。現(xiàn)場總線系統(tǒng)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。這就要求一方面要大大提高線纜傳輸信息的能力,，另一方面要讓大量信息在現(xiàn)場就地完成處理,，減少現(xiàn)場與控制機(jī)房之間的信息往返�,？梢哉f現(xiàn)場總線的本質(zhì)就是信息處理的現(xiàn)場化,。
減少信息往返是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)組態(tài)的一條重要原則。減少信息往返常�,？蓭砀纳葡到y(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的好處,。因此，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先將相互間信息交換量大的節(jié)點(diǎn)，放在同一條支路里,。
減少信息往返與減少系統(tǒng)的線纜有時(shí)會(huì)相互矛盾,。這時(shí)仍應(yīng)以節(jié)省投資為原則來做選擇。如果所選擇系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間允許的話,，應(yīng)選節(jié)省線纜的方案,。如所選系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間比較緊張，稍微減少一點(diǎn)信息的傳輸就夠用了,，那就應(yīng)選減少信息傳輸?shù)姆桨浮?BR>現(xiàn)在一些帶現(xiàn)場總線的現(xiàn)場儀表本身裝了許多功能塊,，雖然不同產(chǎn)品同種功能塊在性能上會(huì)稍有差別，但一個(gè)網(wǎng)絡(luò)支路上有許多功能雷同功能塊的情況是客觀存在的,。選用哪一個(gè)現(xiàn)場儀表上的功能塊,，是系統(tǒng)組態(tài)要解決的問題。
考慮這個(gè)問題的原則是：盡量減少總線上的信息往返,。一般可以選擇與該功能有關(guān)的信息輸出最多的那臺儀表上的功能塊,。
3．2 典型系統(tǒng)比較
　　通過使用現(xiàn)場總線，用戶可以大量減少現(xiàn)場接線,，用單個(gè)現(xiàn)場儀表可實(shí)現(xiàn)多變量通信,，不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以完全互操作,，增加現(xiàn)場一級的控制功能,，系統(tǒng)集成大大簡化，并且維護(hù)十分簡便,。從典型的現(xiàn)場總線系統(tǒng)框圖可以看出,，傳統(tǒng)的過程控制儀表系統(tǒng)每個(gè)現(xiàn)場裝置到控制室都需使用一對專用的雙絞線，以傳送4~20mA信號,，而現(xiàn)場總線系統(tǒng)中,，每個(gè)現(xiàn)場裝置到接線盒的雙絞線仍然可以使用，但是從現(xiàn)場接線盒到中央控制室僅用一根雙絞線完成數(shù)字通信,。
　　通過采用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),，到底能節(jié)省多少電纜，編者尚未做此計(jì)算,。但是,，我們不可以采用DCS系統(tǒng)的電廠中與自動(dòng)控制系統(tǒng)有關(guān)的所用電纜公里數(shù)看出，電纜在基建投資中所占份額,。
某電廠,，2×300MW燃煤機(jī)組。熱力系統(tǒng)為單元制,。每臺機(jī)組設(shè)置一座集中控制樓,，采用機(jī)、爐、電單元集中控制方式,。單元控制室的標(biāo)高為12.6米,，與運(yùn)行層標(biāo)高一致。DCS采用WDPF—Ⅱ,，每臺機(jī)組設(shè)計(jì)的I/O點(diǎn)為4500點(diǎn),。
電纜敷設(shè)采用EC軟件，8個(gè)人用1.5個(gè)月時(shí)間完成電纜敷設(shè)的設(shè)計(jì)任務(wù),。
主廠房內(nèi)每臺300MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜根數(shù)為4038根,。
主廠房內(nèi)每臺300MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜長度為350公里。
以上電纜的根數(shù)及長度均不包括全廠火災(zāi)報(bào)警的廠供電纜和全廠各輔助生產(chǎn)車間的電纜,。
　　電纜橋架的立柱,、橋架及小槽盒全部選用鋼制鍍鋅，每臺機(jī)組約95噸,。
其它電纜橋架包括直通,、彎通、三通,、四通,、蓋板、終端封頭,、調(diào)寬片,、直接片等選用鋁合金材質(zhì)，每臺300MW機(jī)組約為55噸,。附件隨橋架提供（如螺栓,、螺母）。
　　某電廠,，4×MW燃油燃?xì)怆娬�,。熱力系統(tǒng)為單元制。DCS采用TELEPERM-XP,。每臺機(jī)組設(shè)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)為5804點(diǎn),。
電纜敷設(shè)采用EC軟件，12個(gè)人用2.5個(gè)月時(shí)間完成電纜敷設(shè)的設(shè)計(jì)任務(wù),。
主廠房內(nèi)每臺325MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜根數(shù)為4413根,。
主廠房內(nèi)每臺235MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜長度為360公里。
每臺機(jī)組全部選用鋼制鍍鋅電纜橋架,，其重量約為200噸,。
電站的電纜可以分為六大類：高壓電力電纜、低壓電力電纜,、控制電纜,、熱控電纜,、弱電電纜（主要指計(jì)算機(jī)用電纜）、其它電纜,。若兩臺300MW機(jī)組同時(shí)做電纜敷設(shè),，自動(dòng)化專業(yè)電纜的數(shù)量大約有8500根左右。其中熱控電纜和弱電電纜將大于5000根,，即約占60%左右（以根數(shù)計(jì)量）,。
3.3 設(shè)計(jì)、投資及使用
上述的比較是偏重于純技術(shù)性的比較,，以下比較擬加入經(jīng)濟(jì)因素,。
比較的前題是DCS系統(tǒng)與典型的、理想的FCS系統(tǒng)進(jìn)行比較,。為什么要做如此的假設(shè),。做為DCS系統(tǒng)發(fā)展到今天，開發(fā)初期提出的技術(shù)要求卻已滿足并得到了完善,，目前的狀況是進(jìn)一步提高,，因此也就不存在典型、理想的說法,。而作為FCS系統(tǒng),，90年代剛進(jìn)入實(shí)用化，作為開發(fā)初期的技術(shù)要求：兼容開放,，雙向數(shù)字通信,、數(shù)字智能現(xiàn)場裝置、高速總線等,，目前還不理想有待完善,。這種狀態(tài)與現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)的制定不能說沒有關(guān)系,。過去的十多年,，各總線組織都忙于制定標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)產(chǎn)品,，占領(lǐng)更多的市場,，目的就是要擠身于國際標(biāo)準(zhǔn)，合法的占領(lǐng)更大的市場�,，F(xiàn)在有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的爭戰(zhàn)已告一段落,，各大公司組織都已意識到，要真正占領(lǐng)市場,，就得完善系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品,。我們可以做這樣的預(yù)測，不久的將來,，完善的現(xiàn)場總線系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品必須成為世界現(xiàn)場總線技術(shù)的主流,。
具體比較：
（1）DCS系統(tǒng)是個(gè)大系統(tǒng),，其控制器功能強(qiáng)而且在系統(tǒng)中的作用十分重要，數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵,，所以,，必須整體投資一步到位，事后的擴(kuò)容難度較大,。而FCS功能下放較徹底,，信息處理現(xiàn)場化，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置的廣泛采用,，使得控制器功能與重要性相對減弱,。因此，F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點(diǎn)低,，可以邊用,、邊擴(kuò)、邊投運(yùn),。
（2）DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng),，各公司產(chǎn)品基本不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng),，用戶可以選擇不同廠商,、不同品牌的各種設(shè)備連入現(xiàn)場總線，達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成,。
（3）DCS系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號形成的,，必須有D/A與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)是全數(shù)字化,，就免去了D/A與A/D變換,，高集成化高性能，使精度可以從±0.5%提高到±0.1%,。
（4）FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入變送器或執(zhí)行器中,，縮短了控制周期，目前可以從DCS的每秒2~5次,，提高到FCS的每秒10~20次,，從而改善調(diào)節(jié)性能。
（5）DCS它可以控制和監(jiān)視工藝全過程,，對自身進(jìn)行診斷,、維護(hù)和組態(tài)。但是,，由于自身的致命弱點(diǎn),，其I/O信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號，因此,，它無法在DCS工程師站上對現(xiàn)場儀表（含變送器,、執(zhí)行器等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷,、維護(hù)和組態(tài)。FCS采用全數(shù)字化技術(shù),，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置發(fā)送多變量信息,，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測信息差錯(cuò)的功能,。FCS采用的是雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制,。因此，它可以對現(xiàn)場裝置（含變送器,、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷,、維護(hù)和組態(tài)。FCS的這點(diǎn)優(yōu)越性是DCS無法比擬的,。
（6）FCS由于信息處理現(xiàn)場化,，與DCS相比可以省去相當(dāng)數(shù)量的隔離器、端子柜,、I/O終端,、I/O卡件、I/O文件及I/O柜,，同時(shí)也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積,。有專家認(rèn)為可以省去60%。
（7）與（6）同樣理由,，F(xiàn)CS可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等,，同時(shí)也節(jié)省了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)用,。有專家認(rèn)為可以節(jié)省66%,。
對于（6）、（7）兩點(diǎn)應(yīng)補(bǔ)充說明的是,，采用FCS系統(tǒng),，節(jié)省投資的效果是不用懷疑的，但是否如有的專家所說達(dá)60~66%,。這些數(shù)字在多篇文章中出現(xiàn),，編者認(rèn)為這是相互轉(zhuǎn)摘的結(jié)果,，目前還未找到這些數(shù)字的原始出處,，因此，讀者在引用這些數(shù)字時(shí)要慎重,。
�,。�8）FCS相對于DCS組態(tài)簡單，由于結(jié)構(gòu),、性能標(biāo)準(zhǔn)化,，便于安裝,、運(yùn)行、維護(hù),。
�,。�9）用于過程控制的FCS設(shè)計(jì)開發(fā)要點(diǎn)。這一點(diǎn)并不作為與DCS的比較,，只是說明用于過程控制或者說用于模擬連續(xù)過程類的FCS在設(shè)計(jì)開發(fā)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題,。
1）要求總線本安防爆功能，而且是頭等重要的,。
2）基本監(jiān)控如流量,、料位、溫度,、壓力等的變化是緩慢的,，而且還有滯后效應(yīng)，因此,，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控并不需要快電子學(xué)的響應(yīng)時(shí)間,，但要求有復(fù)雜的模擬量處理能力。這一物理特征決定了系統(tǒng)基本上多采用主一從之間的集中輪詢制,，這在技術(shù)上是合理的,，在經(jīng)濟(jì)上是有利的。
3）流量,、料位,、溫度、壓力等參數(shù)的測量,，其物理原理是古典的,，但傳感器、變送器及控制器應(yīng)向數(shù)字智能化發(fā)展,。
4）作為針對連續(xù)過程類及其儀器儀表而開發(fā)的FCS,，應(yīng)側(cè)重于低速總線H1的設(shè)計(jì)完善。

4．PLC與DCS的前景
我們已經(jīng)知道有的FCS是由PLC發(fā)展而來,，而有的FCS是由DCS發(fā)展而來,，那么，今天FCS已走向?qū)嵱没�,，PLC與DCS前景又將如何,。
PLC于60年代末期在美國首先出現(xiàn)，目的是用來取代繼電器,，執(zhí)行邏輯,、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能,，建立柔性程序控制系統(tǒng),。1976年正式命名,，并給予定義：PLC是一種數(shù)字控制專用電子計(jì)算機(jī)，它使用了可編程序存儲(chǔ)器儲(chǔ)存指令,，執(zhí)行諸如邏輯,、順序、計(jì)時(shí),、計(jì)數(shù)與演算等功能,，并通過模擬和數(shù)字輸入、輸出等組件,，控制各種機(jī)械或工作程序,。經(jīng)過30多年的發(fā)展，PLC已十分成熟與完善,，并開發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能,。PLC在FCS系統(tǒng)中的地位似乎已被確定并無多少爭論。在IEC推薦的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中,，PLC作為一個(gè)站掛在高速總線上,。充分發(fā)揮PLC在處理開關(guān)量方面的優(yōu)勢。另外,，火力發(fā)電廠輔助車間,，例如補(bǔ)給水處理車間、循環(huán)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制為主,。PLC對于順序控制有其獨(dú)特的優(yōu)勢,。編者以為，輔助車間的控制系統(tǒng)應(yīng)以遵循現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的PLC或能與FCS進(jìn)行通訊交換信息的PLC為優(yōu)選對象,。
　　自1973年提出第一臺以微處理器為基礎(chǔ)的控制器以來,，它逐步完善，并最終形成功能齊全,、安全可靠的數(shù)字式分散控制系統(tǒng)DCS,。它的性能大大優(yōu)于以住任何一種控制系統(tǒng)�,？梢詽M足火電廠DAS,、MCS、SCS和APS各系統(tǒng)的各種要求,，目前還可以通過工業(yè)以太網(wǎng)建立管理層網(wǎng)絡(luò),，以滿足火電廠呼聲越來越高的加強(qiáng)管理的要求�,？梢赃@樣說,，DCS系統(tǒng)的監(jiān)控可以復(fù)蓋大型火電機(jī)組的工藝全過程。
但是,，自從有了FCS,，并于90年代走向?qū)嵱没詠恚粩嘤腥缦抡擖c(diǎn)在公開刊物上發(fā)表,，即：“從現(xiàn)在起,，新的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS將逐步取代傳統(tǒng)的DCS”；“當(dāng)調(diào)節(jié)功能下放到現(xiàn)場去以后,，傳統(tǒng)的DCS就沒有存在的必要而會(huì)自動(dòng)消失”,；“今后十年，傳統(tǒng)的4~20mA模擬信號制將逐步被雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制所取代,，模擬與數(shù)字的分散型控制系統(tǒng)DCS將更新?lián)Q代為全數(shù)字現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS”……,。這些論點(diǎn)歸納為一句話：FCS將取代DCS，DCS從此將消亡,。
上述論點(diǎn)皆出自于權(quán)威專家之口,，確實(shí)不無道理。數(shù)字通訊是一種趨勢,，它代表了技術(shù)進(jìn)步,，是任何人阻擋不了的。雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制以及由它而產(chǎn)生的巨大的推動(dòng)力,，加速現(xiàn)場裝置與控制儀表的變革,，開發(fā)出越來越多的功能完善的數(shù)字智能現(xiàn)場裝置。這些都是DCS系統(tǒng)所不具備的,，而由此產(chǎn)生的優(yōu)越性以及給火電廠的設(shè)計(jì),、配置、組態(tài),、運(yùn)行,、維護(hù)、管理等方面帶來的效益也是DCS系統(tǒng)所不及的,。再則,，F(xiàn)CS是由DCS以及PLC發(fā)展而來，它保留了DCS的特點(diǎn),，或者說FCS吸收了DCS多年開發(fā)研究以及現(xiàn)場實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn),，當(dāng)然也包括教訓(xùn)。由此而得出結(jié)論,，“FCS將取代DCS”,，似乎也是順理成章之事。
同時(shí)我們也應(yīng)看到，DCS系統(tǒng)發(fā)展也近30年,，在火電廠的應(yīng)用如此廣泛,。它的設(shè)計(jì)思想、組態(tài)配置,、功能匹配等已達(dá)十分完善的程度（當(dāng)然,，DCS也存在進(jìn)一步發(fā)展的需求，例如高級軟件開發(fā),，以滿足信息集成的要求）,，已滲透到火電廠控制系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域，并且在FCS系統(tǒng)中也有些體現(xiàn),。從這個(gè)角度來看,，DCS系統(tǒng)似乎不能說從此消亡。再則,，從前面的章節(jié)敘述中已經(jīng)談到,，對那些FCS系統(tǒng)不能充分發(fā)揮其特點(diǎn)及優(yōu)越性的領(lǐng)域，DCS系統(tǒng)仍有用武之地,。
我們似乎沒有必要在文字上做過多的爭論,，一定要強(qiáng)調(diào)誰取代誰。正如目前的DCS與新型的PLC,，由于多年的開發(fā)研究,，在各自保留自身原有的特點(diǎn)外，又相互補(bǔ)充,，形成新的系統(tǒng),，現(xiàn)在的DCS已不是當(dāng)初的DCS，同樣如此,，新型的PLC也不是開發(fā)初期的PLC,。我們能夠說是DCS取代了PLC或者說是PLC取代了DCS，顯然都是不合適的,。
5．結(jié)論
　　從上述分析論述中,，我們可以得出以下簡單的結(jié)論：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS的出現(xiàn)，數(shù)字式分散控制DCS并不會(huì)消亡,，而只是將過去處于控制系統(tǒng)中心地位的DCS移到現(xiàn)場總線的一個(gè)站點(diǎn)上去,。也可以這樣說，DCS處于控制系統(tǒng)中心地位的局面從此將被打破,。今后火電廠的控制系統(tǒng)將會(huì)是：FCS處于控制系統(tǒng)中心地位,，兼有DCS系統(tǒng)哲學(xué)的一種新型控制系統(tǒng)。

作者: 隨風(fēng)而去 時(shí)間: 2006-12-23 22:37
標(biāo)題: Re: PLC,、DCS,、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異
各有所長，長有所短，按需而用

：）

作者: syw開門造車 時(shí)間: 2006-12-24 00:19
標(biāo)題: Re: PLC,、DCS,、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異
駱駝草網(wǎng)友好！

好文收藏,。
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另外,，我想知道你的詳細(xì)情況,！請到下面鏈接處參照“蚊子哥哥”35樓處的方式寫,。
在14樓處編輯既可。你做過一些什么項(xiàng)目也寫一下,。
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謝謝,！

syw 061224---00.19
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syw開門造車---項(xiàng)目點(diǎn)將臺
http://bbs.cmiw.cn/forums/3/101032/ShowPost.aspx#101032

作者: spiceyang 時(shí)間: 2007-4-3 10:57
標(biāo)題: Re: PLC、DCS,、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異
現(xiàn)在是三種已經(jīng)相互滲透著發(fā)展了,，PLC具有DCS的復(fù)雜控制功能，DCS也融合了PLS的邏輯處理的強(qiáng)大功能,。FCS在PLC和DCS中都有應(yīng)用,。

作者: 我在飛 時(shí)間: 2007-4-19 16:50
標(biāo)題: Re: PLC、DCS,、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異
摟主總結(jié)的很全面,，細(xì)致。精彩,！收藏了,。謝謝！

作者: kwh1984 時(shí)間: 2007-4-30 07:30
標(biāo)題: Re: PLC,、DCS,、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異
早期的控制系統(tǒng)采用集中式數(shù)字控制（DDC）簡稱集中控制，控制器最早采用計(jì)算機(jī),，后來采用PLC或者單片機(jī),，其內(nèi)部傳輸?shù)氖菙?shù)字信號克服了模擬儀表控制系統(tǒng)中模擬信號精度低易受干擾的缺點(diǎn)，提高抗干擾能力,，缺點(diǎn)是對控制器要求高,，一旦控制器損壞，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓,。
70年代后期集散控制系統(tǒng)出現(xiàn)（DCS）,，核心思想是集中管理，分散控制,。因此克服了集中控制對控制器要求高的缺陷,。但它自身也有缺點(diǎn)，總體來講DCS是一種封閉專用的，不具備可互操作的不徹底的分布控制系統(tǒng),。在這種情況下,，用戶提出了開放性低成本的要求。
現(xiàn)場總線開發(fā)始于80年代,，它是綜合運(yùn)用微處理器技術(shù),，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的產(chǎn)物,，它適應(yīng)了工業(yè)控制系統(tǒng)的分散化,，網(wǎng)絡(luò)化，智能化的發(fā)展方向,。

作者: 642093071 時(shí)間: 2011-11-13 15:27
學(xué)習(xí)了,。對控制系統(tǒng)了解了一下

作者: tomys7017 時(shí)間: 2011-11-13 23:25
謝謝你的解示滿有用的喔讓我更了解

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