DCS、PLC、FCS三大系统比较

微凉筱筱

      在有些行业，FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。
      2．PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点
　　目前，在连续型流程出产自动控制（PA）或习惯称之谓产业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS。它们各自的基本特点如下：
　　
　　 2．1 PLC
　　（1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。
　　（2）连续PID控制等多功能，PID在间断站中。
　　（3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。
　　（4）也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站利便之处是：有用户编程时，不必知道通讯协议，只要按仿单格局写就行。
　　（5）PLC网格既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。
　　（6）大系统同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
　　（7）PLC网络如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）主要用于产业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功能。
　　（9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。
　　
　　 2．2 DCS或TDCS
　　（1）分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C（Communication，Computer， Control、CRT）技术于一身的监控技术。
　　（2）从上到下的树状拓扑大系统，其中通讯（Communication）是枢纽。
　　（3）PID在间断站中，间断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。
　　（4）是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。
　　（5）模拟信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。
　　（6）一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。
　　（7）DCS是控制（工程师站）、操纵（操纵员站）、现场仪表（现场测控站）的3级结构。
　　（8）缺点是本钱高，各公司产品不能互换，不能互操纵，大DCS系统是各家不同的。
　　（9）用于大规模的连续过程控制，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（美国）、Taylor（美）等。
2．3 FCS
　　（1）基本任务是：本质（本征）安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。
　　（2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。
　　（3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制中央，取代每台仪器两根线。
　　（4）在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是同等的。
　　（5）多变量、多节点、串行、数字通讯系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。
　　（6）是互联的、双向的、开放的取代单向的、封锁的。
　　（7）用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。
　　（8）由现场电脑操作，还可挂到上位机，接统一总线的上一级计算机。
　　（9）局域网，再可与internet相通。
　　（10）改变传统的信号尺度、通讯尺度和系统尺度入企业治理网。
　　（11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。
　　（12）3类FCS的典型
　　 1）连续的工艺过程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是绝对重要的，典型产品是FF、World FIP、Profibus—PA；
　　 2）分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车，典型产品是Profibus—DP、CANbus；
　　 3）多点控制如楼宇自动化，典型产品是LON Work、Profibus—FMS。
　　从上述基本要点的描述中，我们是否留意到一点，用于过程控制的三大系统，没有一个是针对电站而开发的，或者说，在他们开发的初期，都并非以电站做系统的首选控制对象。而在这些系统的使用说明中也毫不把电站做为首选合用范围，有的在合用范围中根本就不提电站。现在希奇的是，这三大控制系统，尤其是DCS、PLC，都在电站得到了广泛应用，而且效果也非常好。
　　3．三大控制系统之间的差异
　　我们已经知道，FCS是由DCS与PLC发展而来，FCS不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的合用范围，已有很大的交叉。下一节就仅以DCS与FCS进行比较。在前面的章节中，实际上已涉及到DCS与FCS的差异，下面迁就体系结构、投资、设计、使用等方面进行叙述。 www.gzwxgk.com电路板维修
3．1 差异要点
　　 DCS
　　 DCS系统的枢纽是通讯。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。因为它的任务是为系统所有部件之间提供通讯网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。
　　通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS系统的相对长处与弱点。
　　（1）系统能处理多少I/O信息。
　　（2）系统能处理多少与控制有关的控制回路的信息。
　　（3）能适应多少用户和装置（CRT、控制站等）。
　　（4）传输数据的完整性是怎样彻底检查的。
　　（5）数据公路的最大答应长度是多少。
　　（6）数据公路能支持多少支路。
　　（7）数据公路是否能支持由其它制造厂出产的硬件（可编程序控制器、计算机、数据记实装置等）。
　　为保证通讯的完整，大部门DCS厂家都能提供冗余数据公路。
　　为了保证系统的安全性，使用了复杂的通讯规约和检错技术。所谓通讯规约就是一组规则，用以保证所传输的数据被接收，并且被理解得和发送的数据一样。
　　目前在DCS系统中一般使用两类通讯手段，即同步的和异步的，同步通讯依赖一个时钟信号来调节数据的传输和接收，异步网络采用没有时钟的讲演系统。
　　 FCS
　　 FCS的枢纽要点有三点
　　（1）FCS系统的核心是总线协议，即总线尺度
　　前面的章节已经叙述，一种类型的总线，只要其总线协议一经确定，相关的枢纽技术与有关的设备也就被确定。就其总线协议的基本原理而言，各类总线都是一样的，都以解决双向串行数字化通信传输为基本依据。但因为各种原因，各类总线的总线协议存在很大的差异。
　　为了使现场总线知足可互操纵性要求，使其成为真正的开放系统，在IEC国际尺度，现场总线通信协议模型的用户层中，就明确划定用户层具有装置描述功能。为了实现互操纵，每个现场总线装置都用装置描述DD来描述。DD能够以为是装置的一个驱动器，它包括所有必要的参数描述和主站所需的操纵步骤。因为DD包括描述装置通讯所需的所有信息，并且与主站无关，所以可以使现场装置实现真正的互操纵性。
实际情况是否如上述一致，回答是否定的。目前通过的现场总线国际尺度含8种类型，而原IEO国际尺度只是8种类型之一，与其它7种类型总线的地位是同等的。其它7种总线，不论其市场据有率有多少，每个总线协议都有一套软件、硬件的支撑。它们能够形成系统，形成产品，而原IEC现场总线国际尺度，是一个既无软件支撑也无硬件支撑的空架子。所以，要实现这些总线的相互兼容和互操纵，就目前状态而言，几乎是不可能的。