PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點

FCS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)的特點和差異作一分析，指出它們之間的淵源及發(fā)展方向。

摘 要：本文對PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點和差異進行了分析，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）

前言

上世紀九十年代走向?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)是目前自動化技術(shù)中的一個熱點，正受到國內(nèi)外自動化設備制造商與用戶越來越強烈的關(guān)注?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，將給自動化領(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)自動化的新紀元。

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)的特點和差異作一分析，指出它們之間的淵源及發(fā)展方向。

PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的基本特點

目前，在連續(xù)型流程生產(chǎn)自動控制（PA）或習慣稱之謂工業(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如下：

1 PLC

（1）從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運送處理，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。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(xié)議，只要按說明書格式寫就行。
（5）PLC網(wǎng)格既可作為獨立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 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）從上到下的樹狀拓撲大系統(tǒng)，其中通信（Communication）是關(guān)鍵。
（3）PID在中斷站中，中斷站聯(lián)接計算機與現(xiàn)場儀器儀表與控制裝置。
（4）是樹狀拓撲和并行連續(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。

3 FCS

（1）基本任務是：本質(zhì)（本征）安全、危險區(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、串行、數(shù)字通信系統(tǒng)取代單變量、單點、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，接同一總線的上一級計算機。
（9）局域網(wǎng)，再可與internet相通。
（10）改變傳統(tǒng)的信號標準、通信標準和系統(tǒng)標準入企業(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）分立的工藝動作自動控制如汽車制造機器人、汽車，典型產(chǎn)品是Profibus—DP、CANbus；
3）多點控制如樓宇自動化，典型產(chǎn)品是LON Work、Profibus—FMS。

從上述基本要點的描述中，我們是否注意到一點，用于過程控制的三大系統(tǒng)，沒有一個是針對電站而開發(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用，而且效果也非常好