PLC、DCS、FCS三大控制系统

、、三大限制系统的比较PLC DCS FCS在有些行业，是由发展而来的；而在另一些行业，又是由FCS PLC FCS发展而来的，所以与及之间有着千丝万缕的联系，又存DCS FCSPLC DC8在着本质的差异、、三大限制系统的基本特点

2.PLC DCS FCS目前，在连续型流程生产自动限制或习惯称之谓工业过程限制中，有PA三大限制系统，即、和它们各自的基本特点如下:PLC DCS FCS

2.1PLC从开关量限制发展到依次限制、运输处理，是从下往上的1连续限制等多功能，在中断站中2PID PID可用一台机为主站，多台同型为从站3PC PLC也可一台为主站，多台同型为从站，构成网络这4PLC PLCPLC比用机作主站便利之处是有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说PC明书格式写就行网格既可作为独立也可作为的子系统5PLC DCS/TDCS,DCS/TDCS大系统同如、、、6DCS/TDCS,TDC3000CENTUMCS WDPFIMOD300o网络如公司的、、、7PLC SiemensSINEC—L1SINEC—H1S4S

5、等，公司的、三菱公司的S6S7GE GENETMELSEC—NET.MELSEC—NET/MINL由于信息处理现场化，与相比可以省去相当数量的隔离器、6FCS DCS端子柜、终端、卡件、文件及柜，同时也节约了装置及装I/O I/O I/O I/O I/O置室的空间与占地面积有专家认为可以省去60%与同样理由，可以削减大量电缆与敷设电缆用的桥架等,同时也76FCS节约了设计、安装和维护费用有专家认为可以节约66%对于、两点应补充说明的是，采纳系统，节约投资的效果是不67FCS用怀疑的，但是否如有的专家所说达60〜66%这些数字在多篇文章中出现，编者认为这是相互转摘的结果，目前还未找到这些数字的原始出处，因此，读者在引用这些数字时要慎重相对于组态简洁，由于结构、性能标准化，便于安装、运行、8FCS DCS维护用于过程限制的设计开发要点这一点并不作为与的比较，9FCS DCS只是说明用于过程限制或者说用于模拟连续过程类的在设计开发中应重FCS点考虑的问题要求总线本安防爆功能，而且是头等重要的1基本监控如流量、料位、温度、压力等的变更是缓慢的，而且还有滞2后效应，因此，节点监控并不须要快电子学的响应时间，但要求有困难的模拟量处理实力这一物理特征确定了系统基本上多采纳主一从之间的集中轮询制，这在技术上是合理的，在经济上是有利的流量、料位、温度、压力等参数的测量，其物理原理是古典的，但传3感器、变送器及限制器应向数字智能化发展作为针对连续过程类及其仪器仪表而开发的应侧重于低速4FCS,总线的设计完善H1主要用于工业过程中的依次限制，新型也兼有闭环限制功8PLC制造商美、美、美、日、9GOULD ABGE OMRON日、德等MITSUBISHI Siemens

2.2DCS gcTDCS分散限制系统与集散限制系统是集1DCS TDCS4C、技术于一身的监控技术Communication,Computer,Control CRT从上到下的树状拓扑大系统，其中通信是关键2Communication在中断站中，中断站联接计算机与现场仪器仪表与限制装置3PID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4场仪器仪表模拟信号，、带微处理器的混合5A/D—D/A一台仪表一对线接到由限制站挂到局域网6I/O,LAN是限制工程师站、操作操作员站、现场仪表现场测控站7DCS的级结构3缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大系统是8DCS各家不同的用于大规模的连续过程限制，如石化等9制造商美、美、日、10Bailey WestinghousHITACH（美）、（德）、（美）、（瑞LEEDSNORTHRMP SIEMENSFoxboro ABB士、德、日、美国、HartmannBraun YokogawaHonewell Taylor美等

2.3FCS基本任务是本质本征平安、危急区域、易变过程、难于应付的特1别环境全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、限制装置2用两根线联接分散的现场仪表、限制装置、与限制中心，取代每3PID台仪器两根线在总线上与仪器、仪表、限制装置都是同等的4PID多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模5拟系统是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的6用分散的虚拟限制站取代集中的限制站7由现场电脑操纵，还可挂到上位机，接同一总线的上一级计算机8局域网，再可与相通9internet变更传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网10制造商美、、11Honeywell SmarFisher-Rosemount AB/Rockwell、、、欧Elsag-Bailey FoxboroYamatake HYokogawa Siemens、等GEC-Alsthom Schneiderproces-Data ABB类的典型123FCS）连续的工艺过程自动限制如石油化工，其中“本安防爆”技术是肯定1重要的，典型产品是、；FF WorldFIP.Profibus—PA）分立的工艺动作自动限制如汽车制造机器人、汽车，典型产品是

2、；Profibus—DP CANbus）多点限制如楼宇自动化，典型产品是、从3LON WorkProfibus—FMSo上述基本要点的描述中，我们是否留意到一点，用于过程限制的三大系统，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限制对象而在这些系统的运用说明中也绝不把电站做为首选适用范围，有的在适用范围中根本就不提电站现在惊奇的是，这三大限制系统，尤其是、都在电站得到了广泛应用，而且效果也特别好DCS PLC,三大限制系统之间的差异

3.我们已经知道，是由与发展而来，不仅具备与FCS DCS PLCFCSDCS的特点，而且跨出了革命性的一步而目前，新型的与新型的PLC DCS PLC,都有向对方靠拢的趋势新型的已有很强的依次限制功能;而新型的DCSPLC,在处理闭环限制方面也不差，并且两者都能组成大型网络,与的适用DCSPLC范围，已有很大的交叉下一节就仅以与进行比较在前面的章节DCS FCS中，事实上已涉及到与的差异，下面将就体系结构、投资、设计、DCSFCS运用等方面进行叙述差异要点

3.1DCS系统的关键是通信也可以说数据马路是分散限制系统DCS DCS的脊柱由于它的任务是为系统全部部件之间供应通信网络，因此，数据马路自身的设计就确定了总体的敏捷性和平安性数据马路的媒体可以是一对绞线、同轴电缆或光纤电缆通过数据马路的设计参数，基本上可以了解一个特定系统的相对优DCS点与弱点系统能处理多少信息1I/O系统能处理多少与限制有关的限制回路的信息2能适应多少用户和装置、限制站等3CRT传输数据的完整性是怎样彻底检查的4数据马路的最大允许长度是多少5数据马路能支持多少支路6数据马路是否能支持由其它制造厂生产的硬件可编程序限制器、计7算机、数据记录装置等为保证通信的完整，大部分厂家都能供应冗余数据马路DCS为了保证系统的平安性，运用了困难的通信规约和检错技术所谓通信规约就是一组规则，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系统中一般运用两类通信手段，即同步的和异步的，同步通DCS信依靠一个时钟信号来调整数据的传输和接收，异步网络采纳没有时钟的报告系统FCS的关键要点有三点FCS系统的核心是总线协议，即总线标准1FCS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,相关的关键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讯传输为基本依据但由于各种缘由，各类总线的总线协议存在很大的差异为了使现场总线满意可互操作性要求，使其成为真正的开放系统，在IEC国际标准，现场总线通讯协议模型的用户层中，就明确规定用户层具有装置描述功能为了实现互操作，每个现场总线装置都用装置描述来描述能DD DD够认为是装置的一个驱动器，它包括全部必要的参数描述和主站所需的操作步骤由于包括描述装置通信所需的全部信息，并且与主站无关，所以可以DD使现场装置实现真正的互操作性实际状况是否如上述一样，回答是否定的目前通过的现场总线国际标准含8种类型，而原国际标准只是种类型之一，与其它种类型总线的地位是IEO87同等的其它种总线，不论其市场占有率有多少，每个总线协议都有一套软7件、硬件的支撑它们能够形成系统，形成产品，而原现场总线国际标准，IEC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作，就目前状态而言，几乎是不行能的通过上述，我们是否可以得出这样一种映象开放的现场总线限制系统的互操作性，就一个特定类型的现场总线而言，只要遵循该类型现场总线的总线协议，对其产品是开放的，并具有互操作性换句话说，不论什么厂家的产品，也不一家是该现场总线公司的产品，只要遵循该总线的总线协议，产品之间是开放的，并具有互操作性，就可以组成总线网络系统的基础是数字智能现场装置2FCS数字智能现场装置是系统的硬件支撑，是基础，道理很简洁,FCS系统执行的是自动限制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号FCS制假如现场装置不遵循统一的总线协议，即相关的通讯规约，不具备数字通信功能，那么所谓双向数字通信只是一句空话，也不能称之为现场总线限制系统再一点，现场总线的一大特点就是要增加现场一级限制功能假如现场装置不是多功能智能化的产品，那么现场总线限制系统的特点也就不存在了，所谓简化系统、便利设计、利于维护等优越性也是虚的系统的本质是信息处理现场化3FCS对于一个限制系统，无论是采纳还是采纳现场总线，系统须要处理DCS的信息量至少是一样多的事实上，采纳现场总线后，可以从现场得到更多的信息现场总线系统的信息量没有削减，甚至增加了，而传输信息的线缆却大大削减了这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的实力，另一方面要让大量信息在现场就地完成处理，削减现场与限制机房之间的信息来回可以说现场总线的本质就是信息处理的现场化削减信息来回是网络设计和系统组态的一条重要原则削减信息来回经常可带来改善系统响应时间的好处因此，网络设计时应优先将相互间信息交换量大的节点，放在同一条支路里削减信息来回与削减系统的线缆有时会相互冲突这时仍应以节约投资为原则来做选择假如所选择系统的响应时间允许的话，应选节约线缆的方案如所选系统的响应时间比较惊慌，略微削减一点信息的传输就够用了，那就应选削减信息传输的方案现在一些带现场总线的现场仪表本身装了很多功能块，虽然不同产品同种功能块在性能上会稍有差别，但一个网络支路上有很多功能雷同功能块的状况是客观存在的选用哪一个现场仪表上的功能块，是系统组态要解决的问题考虑这个问题的原则是尽量削减总线上的信息来回一般可以选择与该功能有关的信息输出最多的那台仪表上的功能块典型系统比较

3.2通过运用现场总线，用户可以大量削减现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以完全互操作，增加现场一级的限制功能，系统集成大大简化，并且维护特别简便设计、投资及运用

3.3比较的前题是系统与典型的、志向的系统进行比较为什么要DCSFCS做如此的假设做为系统发展到今日，开发初期提出的技术要求却已满DCS意并得到了完善，目前的状况是进一步提高，因此也就不存在典型、志向的说法而作为系统，年头刚进入好用化，作为开发初期的技术要求兼FCS90容开放，双向数字通信、数字智能现场装置、高速总线等，目前还不志向有待完善这种状态与现场总线国际标准的制定不能说没有关系过去的十多年，各总线组织都忙于制定标准，开发产品，占据更多的市场，目的就是要挤身于国际标准，合法的占据更大的市场现在有关国际标准的争战已告一段落，各大公司组织都已意识到，要真正占据市场，就得完善系统及相关产品我们可以做这样的预料，不久的将来，完善的现场总线系统及相关产品必需成为世界现场总线技术的主流详细比较:系统是个大系统，其限制器功能强而且在系统中的作用特别重1DCS要，数据马路更是系统的关键，所以，必需整体投资一步到位，事后的扩容难度较大而功能下放较彻底，信息处理现场化，数字智能现场装置的广FCS泛采纳，使得限制器功能与重要性相对减弱因此，系统投资起点低，可FCS以边用、边扩、边投运系统是封闭式系统，各公司产品基本不兼容而系统是2DCSFCS开放式系统，用户可以选择不同厂商、不同品牌的各种设备连入现场总线，达到最佳的系统集成系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，必需有与3DCS D/A转换而系统是全数字化，就免去了与变换，高集成化高A/D FCSD/A A/D性能，使精度可以从提高到%±

0.5%±

0.1系统可以将闭环限制功能装入变送器或执行器中，缩短了4FCS PID限制周期，目前可以从DCS的每秒2〜5次,提高到FCS的每秒10~20次，从而改善调整性能它可以限制和监测工艺全过程，对自身进行诊断、维护和组态5DCS但是，由于自身的致命弱点，其信号采纳传统的模拟量信号，因此，它无I/O法在工程师站上对现场仪表含变送器、执行器等进行远方诊断、维护DCS和组态采纳全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅FCS仅是单变量信息，并且还具备检测信息差错的功能采纳的是双向数字通FCS信现场总线信号制因此，它可以对现场装置含变送器、执行机构等进行远方诊断、维护和组态的这点优越性是FCS无法比拟的DCS。