PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)及區(qū)別
引言
PLC于60年代末期在美國(guó)首先出現(xiàn)评矩，目的是用來(lái)取代繼電器，執(zhí)行邏輯阱飘、計(jì)時(shí)斥杜、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性程序控制系統(tǒng)沥匈。1976年正式命名蔗喂，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)存指令掸昨，執(zhí)行諸如邏輯妨屑、順序、計(jì)時(shí)旅榨、計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過(guò)模擬和數(shù)字輸入楚携、輸出等組件秃值，控制各種機(jī)械或工作程序。
PLC(Programmable Logic Con
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開關(guān)量順序控制哑逾，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作旧伺，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集吹复。傳統(tǒng)上君祸，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)通用汽車公司提出取代繼電氣控制裝置的要求轧愧，第二年含滴，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制丐巫，這就是第一代可編程序控制器谈况，稱Programmable Controller(PC)。
個(gè)人計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱PC)發(fā)展起來(lái)后递胧，為了方便碑韵，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC)缎脾。
PLC系統(tǒng)特點(diǎn)：
（1）從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制祝闻、運(yùn)送處理，是從下往上的遗菠。
×（2）連續(xù)PID控制等多功能，PID在中斷站中舷蒲。
∷释唷（3）可用一臺(tái)PC機(jī)為主站，多臺(tái)同型PLC為從站牲平。
》料堋（4）也可一臺(tái)PLC為主站，多臺(tái)同型PLC為從站帖奠，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)之灼。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)議创邦，只要按說(shuō)明書格式寫就行比紫。
（5）PLC網(wǎng)格既可作為獨(dú)立DCS/TDCS丝您，也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)蕾捣。
（6）大系統(tǒng)同DCS/TDCS但珍，如TDC3000齐寻、CENTUMCS粉簇、WDPFI、MOD300刨吸。
≈病（7）PLC網(wǎng)絡(luò)如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1底挫、S5恒傻、S7等，GE公司的GENET建邓、三菱公司的MELSEC—NET盈厘、MELSEC—NET/MINI。
±苑臁（8）主要用于工業(yè)過(guò)程中的順序控制扑庞，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。
【艽（9）制造商：GOULD（美）罐氨、AB（美）、GE（美）滩援、OMRON（日）栅隐、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等玩徊。
DCS(DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,集散控制系統(tǒng)）或TDCS
∽馇摹（1）分散控制系統(tǒng)DCS與集散控制系統(tǒng)TDCS是集4C（Communication，Computer写寄，Control诲操、CRT）技術(shù)于一身的監(jiān)控技術(shù)。
∨Σ摹（2）從上到下的樹狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)帮伙，其中通信（Communication）是關(guān)鍵。
×卜摹（3）PID在中斷站中鹰党，中斷站聯(lián)接計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表與控制裝置。
『缣濉（4）是樹狀拓?fù)浜筒⑿羞B續(xù)的鏈路結(jié)構(gòu)钓藏，也有大量電纜從中繼站并行到現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表。
≡顾省（5）模擬信號(hào)精臭，A/D—D/A、帶微處理器的混合乘颖。
∫∽妗（6）一臺(tái)儀表一對(duì)線接到I/O检痰，由控制站掛到局域網(wǎng)LAN。
∠峭啤（7）DCS是控制（工程師站）、操作（操作員站）公壤、現(xiàn)場(chǎng)儀表（現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站）的3級(jí)結(jié)構(gòu)换可。
（8）缺點(diǎn)是成本高厦幅，各公司產(chǎn)品不能互換沾鳄，不能互操作，大DCS系統(tǒng)是各家不同的确憨。
∫胲瘛（9）用于大規(guī)模的連續(xù)過(guò)程控制，如石化等休弃。
⊥碳摺（10）制造商：Bailey（美）、Westinghous（美）塔猾、HITACH（日）篙骡、LEEDS & NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）永炭、Foxboro（美）掺昵、ABB（瑞士）、Hartmann & Braun（德）魏桅、Yokogawa（日）博遵、Honewell（美國(guó)）、Taylor（美）等钳葬。
FCS(fieldbus control system,現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）
《赝铡（1）基本任務(wù)是：本質(zhì)（本征）安全、危險(xiǎn)區(qū)域趣闹、易變過(guò)程豁惨、難于對(duì)付的非常環(huán)境。
」扛骸（2）全數(shù)字化烂辟、智能、多功能取代模擬式單功能儀器麦回、儀表哨叙、控制裝置。
＄突选（3）用兩根線聯(lián)接分散的現(xiàn)場(chǎng)儀表抒倚、控制裝置褐着、PID與控制中心，取代每臺(tái)儀器兩根線托呕。
『亍（4）在總線上PID與儀器、儀表项郊、控制裝置都是平等的馅扣。
（5）多變量着降、多節(jié)點(diǎn)差油、串行、數(shù)字通信系統(tǒng)取代單變量任洞、單點(diǎn)蓄喇、并行、模擬系統(tǒng)交掏。
⊥嫡妗（6）是互聯(lián)的、雙向的精幌、開放的取代單向的尚技、封閉的。
∪蠓小（7）用分散的虛擬控制站取代集中的控制站潭耙。
（8）由現(xiàn)場(chǎng)電腦操縱燥箍，還可掛到上位機(jī)都宅，接同一總線的上一級(jí)計(jì)算機(jī)。
‰（9）局域網(wǎng)愧橄，再可與internet相通。
≈苡（10）改變傳統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)瘪期、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)入企業(yè)管理網(wǎng)。
「逭蕖（11）制造商：美Honeywell 昆码、Smar 、Fisher— Rosemount邻储、 AB/Rockwell赋咽、Elsag— Bailey 、Foxboro 吨娜、Yamatake 脓匿、日Yokogawa淘钟、歐 Siemens、 GEC—Alsthom 陪毡、Schneider米母、 proces—Data、 ABB等毡琉。
“А（12）3類FCS的典型
1）連續(xù)的工藝過(guò)程自動(dòng)控制如石油化工，其中“本安防爆”技術(shù)是絕對(duì)重要的绊起，典型產(chǎn)品是FF、World FIP燎斩、Profibus—PA箩晦；
2）分立的工藝動(dòng)作自動(dòng)控制如汽車制造機(jī)器人、汽車树吏，典型產(chǎn)品是Profibus—DP淀甘、CANbus；
3）多點(diǎn)控制如樓宇自動(dòng)化漫介，典型產(chǎn)品是LON Work风镊、Profibus—FMS。
三大控制系統(tǒng)之間的差異
我們已經(jīng)知道赏碑，F(xiàn)CS是由DCS與PLC發(fā)展而來(lái)满颂，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射愧。而目前矛熬，新型的DCS與新型的PLC，都有向?qū)Ψ娇繑n的趨勢(shì)卓俱。新型的DCS已有很強(qiáng)的順序控制功能鳖群；而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差庶艾，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò)袁余，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉咱揍。下一節(jié)就僅以DCS與FCS進(jìn)行比較颖榜。在前面的章節(jié)中，實(shí)際上已涉及到DCS與FCS的差異煤裙，下面將就體系結(jié)構(gòu)朱转、投資、設(shè)計(jì)积暖、使用等方面進(jìn)行敘述藤为。
1 差異要點(diǎn)
?DCS
DCS系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信怪与。也可以說(shuō)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)缅疟，因此分别，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(duì)絞線存淫、同軸電纜或光纖電纜耘斩。
通過(guò)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(duì)優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)游隅。
∪τ鳌（1）系統(tǒng)能處理多少I/O信息。
±暗摹（2）系統(tǒng)能處理多少與控制有關(guān)的控制回路的信息爸见。
（3）能適應(yīng)多少用戶和裝置（CRT敷裁、控制站等）应攘。
（4）傳輸數(shù)據(jù)的完整性是怎樣徹底檢查的泌景。
≡獭（5）數(shù)據(jù)公路的最大允許長(zhǎng)度是多少。
】哟摇（6）數(shù)據(jù)公路能支持多少支路曙辑。
（7）數(shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造廠生產(chǎn)的硬件（可編程序控制器跌褂、計(jì)算機(jī)恢恼、數(shù)據(jù)記錄裝置等）。為保證通信的完整胰默，大部分DCS廠家都能提供冗余數(shù)據(jù)公路场斑。
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)牵署。所謂通信規(guī)約就是一組規(guī)則漏隐，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)一樣奴迅。
目前在DCS系統(tǒng)中一般使用兩類通信手段青责，即同步的和異步的，同步通信依靠一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收取具，異步網(wǎng)絡(luò)采用沒(méi)有時(shí)鐘的報(bào)告系統(tǒng)脖隶。
?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)敘述产阱，一種類型的總線婉称，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)備也就被確定构蹬。就其總線協(xié)議的基本原理而言甩幔，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)祠喻。但由于各種原因栽乘，各類總線的總線協(xié)議存在很大的差異。
為了使現(xiàn)場(chǎng)總線滿足可互操作性要求藤瞪，使其成為真正的開放系統(tǒng)挚粱，在IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議模型的用戶層中媳把，就明確規(guī)定用戶層具有裝置描述功能惊柱。為了實(shí)現(xiàn)互操作，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線裝置都用裝置描述DD來(lái)描述渠吮。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痹橙。由于DD包括描述裝置通信所需的所有信息僻绸，并且與主站無(wú)關(guān)，所以可以使現(xiàn)場(chǎng)裝置實(shí)現(xiàn)真正的互操作性涕克。
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實(shí)際情況是否如上述一致蛀醉，回答是否定的。目前通過(guò)的現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)含8種類型衅码，而原IEO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)只是8種類型之一拯刁，與其它7種類型總線的地位是平等的。其它7種總線逝段，不論其市場(chǎng)占有率有多少垛玻，每個(gè)總線協(xié)議都有一套軟件、硬件的支撐奶躯。它們能夠形成系統(tǒng)帚桩，形成產(chǎn)品，而原IEC現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)嘹黔，是一個(gè)既無(wú)軟件支撐也無(wú)硬件支撐的空架子账嚎。所以，要實(shí)現(xiàn)某些總線的相互兼容和互操作儡蔓，就目前狀態(tài)而言郭蕉，幾乎是不可能的。
通過(guò)上述，我們是否可以得出這樣一種映象：開放的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的互操作性召锈，就一個(gè)特定類型的現(xiàn)場(chǎng)總線而言沛野，只要遵循該類型現(xiàn)場(chǎng)總線的總線協(xié)議，對(duì)其產(chǎn)品是開放的麸河，并具有互操作性力邻。換句話說(shuō)，不論什么廠家的產(chǎn)品冰枯，也不一家是該現(xiàn)場(chǎng)總線公司的產(chǎn)品认平，只要遵循該總線的總線協(xié)議，產(chǎn)品之間是開放的庵窄，并具有互操作性弃净，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(chǎng)裝置
數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐炉展，是基礎(chǔ)绩罩，道理很簡(jiǎn)單，F(xiàn)CS系統(tǒng)執(zhí)行的是自動(dòng)控制裝置與現(xiàn)場(chǎng)裝置之間的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制聪磁。如果現(xiàn)場(chǎng)裝置不遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議咽娃，即相關(guān)的通訊規(guī)約，不具備數(shù)字通信功能瞎暑，那么所謂雙向數(shù)字通信只是一句空話彤敛，也不能稱之為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。再一點(diǎn)了赌，現(xiàn)場(chǎng)總線的一大特點(diǎn)就是要增加現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)控制功能墨榄。如果現(xiàn)場(chǎng)裝置不是多功能智能化的產(chǎn)品，那么現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)也就不存在了勿她，所謂簡(jiǎn)化系統(tǒng)袄秩、方便設(shè)計(jì)、利于維護(hù)等優(yōu)越性也是虛的逢并。
(3) FCS系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化
對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)之剧，無(wú)論是采用DCS還是采用現(xiàn)場(chǎng)總線，系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的砍聊。實(shí)際上猪狈，采用現(xiàn)場(chǎng)總線后，可以從現(xiàn)場(chǎng)得到更多的信息”缒眨現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的信息量沒(méi)有減少雇庙，甚至增加了，而傳輸信息的線纜卻大大減少了荸速。這就要求一方面要大大提高線纜傳輸信息的能力穆惩，另一方面要讓大量信息在現(xiàn)場(chǎng)就地完成處理柒谈，減少現(xiàn)場(chǎng)與控制機(jī)房之間的信息往返】ё裕可以說(shuō)現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)就是信息處理的現(xiàn)場(chǎng)化胖辨。
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。減少信息往返常潮撇常可帶來(lái)改善系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的好處讹毁。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)焙厂，放在同一條支路里让多。
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(lái)做選擇扫钝。如果所選擇系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間允許的話顶食，應(yīng)選節(jié)省線纜的方案。如所選系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間比較緊張刁祸，稍微減少一點(diǎn)信息的傳輸就夠用了熄阻，那就應(yīng)選減少信息傳輸?shù)姆桨浮?/font>
現(xiàn)在一些帶現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)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)稍有差別倔约，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秃殉。選用哪一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表上的功能塊，是系統(tǒng)組態(tài)要解決的問(wèn)題浸剩。
考慮這個(gè)問(wèn)題的原則是：盡量減少總線上的信息往返钾军。一般可以選擇與該功能有關(guān)的信息輸出最多的那臺(tái)儀表上的功能塊∑故。
2 典型系統(tǒng)比較
通過(guò)使用現(xiàn)場(chǎng)總線巧颈，用戶可以大量減少現(xiàn)場(chǎng)接線畦木，用單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表可實(shí)現(xiàn)多變量通信袖扛，不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以完全互操作，增加現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)的控制功能十籍，系統(tǒng)集成大大簡(jiǎn)化蛆封，并且維護(hù)十分簡(jiǎn)便。
通過(guò)采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)勾栗，到底能節(jié)省多少電纜惨篱，編者尚未做此計(jì)算。但是幌侧，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)看出令掠，電纜在基建投資中所占份額。
某電廠整栏，2×300MW燃煤機(jī)組辫扯。熱力系統(tǒng)為單元制。每臺(tái)機(jī)組設(shè)置一座集中控制樓，采用機(jī)侄突、爐膊向、電單元集中控制方式。單元控制室的標(biāo)高為12.6米涎狐，與運(yùn)行層標(biāo)高一致糙娃。DCS采用WDPF—Ⅱ，每臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)的I/O點(diǎn)為4500點(diǎn)赐汤。
電纜敷設(shè)采用EC軟件憎抡，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?jī)?nèi)每臺(tái)300MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜根數(shù)為4038根螺谅。
主廠房?jī)?nèi)每臺(tái)300MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜長(zhǎng)度為350公里腹忽。
以上電纜的根數(shù)及長(zhǎng)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。
電纜橋架的立柱砚作、橋架及小槽盒全部選用鋼制鍍鋅窘奏，每臺(tái)機(jī)組約95噸。
其它電纜橋架包括直通葫录、彎通着裹、三通、四通米同、蓋板骇扇、終端封頭、調(diào)寬片面粮、直接片等選用鋁合金材質(zhì)少孝，每臺(tái)300MW機(jī)組約為55噸。附件隨橋架提供（如螺栓熬苍、螺母）稍走。
某電廠，4×MW燃油燃?xì)怆娬静竦住崃ο到y(tǒng)為單元制现辰。DCS采用TELEPERM-XP。每臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)為5804點(diǎn)牺闪。
電纜敷設(shè)采用EC軟件托捆，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?jī)?nèi)每臺(tái)325MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜根數(shù)為4413根扼漓。
主廠房?jī)?nèi)每臺(tái)235MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜長(zhǎng)度為360公里媒卑。
每臺(tái)機(jī)組全部選用鋼制鍍鋅電纜橋架，其重量約為200噸醒屠。
電站的電纜可以分為六大類：高壓電力電纜经馍、低壓電力電纜驻碟、控制電纜、熱控電纜专菠、弱電電纜（主要指計(jì)算機(jī)用電纜）卸禽、其它電纜。若兩臺(tái)300MW機(jī)組同時(shí)做電纜敷設(shè)茄敲，自動(dòng)化專業(yè)電纜的數(shù)量大約有8500根左右洪稿。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）狠持。
3 設(shè)計(jì)疟位、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)因素喘垂。
比較的前題是DCS系統(tǒng)與典型的甜刻、理想的FCS系統(tǒng)進(jìn)行比較。為什么要做如此的假設(shè)正勒。做為DCS系統(tǒng)發(fā)展到今天得院，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)一步提高章贞，因此也就不存在典型祥绞、理想的說(shuō)法。而作為FCS系統(tǒng)鸭限，90年代剛進(jìn)入實(shí)用化蜕径，作為開發(fā)初期的技術(shù)要求：兼容開放，雙向數(shù)字通信败京、數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置兜喻、高速總線等，目前還不理想有待完善冒侧。這種狀態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定不能說(shuō)沒(méi)有關(guān)系硫缓。過(guò)去的十多年，各總線組織都忙于制定標(biāo)準(zhǔn)岛盗，開發(fā)產(chǎn)品匆罗，占領(lǐng)更多的市場(chǎng)终于，目的就是要擠身于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)萄尽，合法的占領(lǐng)更大的市場(chǎng)。現(xiàn)在有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的爭(zhēng)戰(zhàn)已告一段落禁脏，各大公司組織都已意識(shí)到倡照，要真正占領(lǐng)市場(chǎng)，就得完善系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品谣泄。我們可以做這樣的預(yù)測(cè)声屯，不久的將來(lái)惫饲，完善的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品必須成為世界現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主流。
具體比較：
∪ピ啊（1）DCS系統(tǒng)是個(gè)大系統(tǒng)裤础，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)鍵蜓谋，所以梦皮，必須整體投資一步到位，事后的擴(kuò)容難度較大桃焕。而FCS功能下放較徹底剑肯，信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置的廣泛采用观堂，使得控制器功能與重要性相對(duì)減弱让网。因此，F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點(diǎn)低师痕，可以邊用溃睹、邊擴(kuò)、邊投運(yùn)胰坟。
⊥杵尽（2）DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本不兼容腕铸。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng)惜犀，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(chǎng)總線裂体，達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成势纺。
（3）DCS系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號(hào)形成的息队，必須有D/A與A/D轉(zhuǎn)換演茂。而FCS系統(tǒng)是全數(shù)字化，就免去了D/A與A/D變換沿硕，高集成化高性能件银，使精度可以從±0.5%提高到±0.1%。
∫捞亍（4）FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入變送器或執(zhí)行器中郊片，縮短了控制周期，目前可以從DCS的每秒2~5次契畔，提高到FCS的每秒10~20次焚惰，從而改善調(diào)節(jié)性能。
】味（5）DCS它可以控制和監(jiān)視工藝全過(guò)程蛆存，對(duì)自身進(jìn)行診斷步氏、維護(hù)和組態(tài)。但是徒爹，由于自身的致命弱點(diǎn)荚醒，其I/O信號(hào)采用傳統(tǒng)的模擬量信號(hào)，因此隆嗅，它無(wú)法在DCS工程師站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表（含變送器腌且、執(zhí)行器等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)榛瓮。FCS采用全數(shù)字化技術(shù)铺董，數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置發(fā)送多變量信息，而不僅僅是單變量信息禀晓，并且還具備檢測(cè)信息差錯(cuò)的功能精续。FCS采用的是雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。因此粹懒，它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置（含變送器重付、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)凫乖。FCS的這點(diǎn)優(yōu)越性是DCS無(wú)法比擬的涵店。
（6）FCS由于信息處理現(xiàn)場(chǎng)化馅拥，與DCS相比可以省去相當(dāng)數(shù)量的隔離器卫跺、端子柜、I/O終端肯窜、I/O卡件钥忌、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纹茫。有專家認(rèn)為可以省去60%虏爸。
（7）與（6）同樣理由自古，F(xiàn)CS可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等角雅，同時(shí)也節(jié)省了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)用价秉。有專家認(rèn)為可以節(jié)省66%材光。
對(duì)于（6）、（7）兩點(diǎn)應(yīng)補(bǔ)充說(shuō)明的是抄瓦，采用FCS系統(tǒng)潮瓶，節(jié)省投資的效果是不用懷疑的陶冷，但是否如有的專家所說(shuō)達(dá)60~66%钙姊。這些數(shù)字在多篇文章中出現(xiàn)毯辅，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)字的原始出處煞额，因此思恐，讀者在引用這些數(shù)字時(shí)要慎重。
〔不佟（8）FCS相對(duì)于DCS組態(tài)簡(jiǎn)單胀莹，由于結(jié)構(gòu)、性能標(biāo)準(zhǔn)化婚温，便于安裝描焰、運(yùn)行、維護(hù)栅螟。
【Ｇ亍（9）用于過(guò)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的比較力图，只是說(shuō)明用于過(guò)程控制或者說(shuō)用于模擬連續(xù)過(guò)程類的FCS在設(shè)計(jì)開發(fā)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題蚜宠。
1）要求總線本安防爆功能，而且是頭等重要的雅跺。
2）基本監(jiān)控如流量极炎、料位、溫度枕篡、壓力等的變化是緩慢的嫩柑，而且還有滯后效應(yīng)，因此生香，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控并不需要快電子學(xué)的響應(yīng)時(shí)間辽察，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磁饮，這在技術(shù)上是合理的腰步，在經(jīng)濟(jì)上是有利的。
3）流量减少、料位堆鸦、溫度、壓力等參數(shù)的測(cè)量填抬，其物理原理是古典的烛芬，但傳感器、變送器及控制器應(yīng)向數(shù)字智能化發(fā)展飒责。
4）作為針對(duì)連續(xù)過(guò)程類及其儀器儀表而開發(fā)的FCS赘娄，應(yīng)側(cè)重于低速總線H1的設(shè)計(jì)完善。
PLC與DCS的前景
我們已經(jīng)知道有的FCS是由PLC發(fā)展而來(lái)宏蛉，而有的FCS是由DCS發(fā)展而來(lái)遣臼，那么性置，今天FCS已走向?qū)嵱没琍LC與DCS前景又將如何揍堰。
PLC于60年代末期在美國(guó)首先出現(xiàn)鹏浅，目的是用來(lái)取代繼電器，執(zhí)行邏輯屏歹、計(jì)時(shí)隐砸、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性程序控制系統(tǒng)蝙眶。1976年正式命名季希，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)存指令牵深，執(zhí)行諸如邏輯笤碍、順序、計(jì)時(shí)其便、計(jì)數(shù)與演算等功能支赖，并通過(guò)模擬和數(shù)字輸入、輸出等組件蘑杭，控制各種機(jī)械或工作程序访跪。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，PLC已十分成熟與完善宛办，并開發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能化威。PLC在FCS系統(tǒng)中的地位似乎已被確定并無(wú)多少爭(zhēng)論。PLC作為一個(gè)站掛在高速總線上属荤。充分發(fā)揮PLC在處理開關(guān)量方面的優(yōu)勢(shì)肪误。另外，火力發(fā)電廠輔助車間就初，例如補(bǔ)給水處理車間郎闹、循環(huán)水車間、除灰除渣車間奈辰、輸煤車間等栏妖，在這些車間的工藝過(guò)程多以順序控制為主。PLC對(duì)于順序控制有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)奖恰。編者以為吊趾，輔助車間的控制系統(tǒng)應(yīng)以遵循現(xiàn)場(chǎng)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(duì)象。
自1973年提出第一臺(tái)以微處理器為基礎(chǔ)的控制器以來(lái)瑟啃，它逐步完善论泛，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)屁奏⊙矣埽可以滿足火電廠DAS、MCS了袁、SCS和APS各系統(tǒng)的各種要求朗恳，目前還可以通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)建立管理層網(wǎng)絡(luò)湿颅，以滿足火電廠呼聲越來(lái)越高的加強(qiáng)管理的要求载绿。可以這樣說(shuō)斟策，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(guò)程研歧。
但是，自從有了FCS胡傅，并于90年代走向?qū)嵱没詠?lái)氧悦，不斷有如下論點(diǎn)在公開刊物上發(fā)表，即：“從現(xiàn)在起母烘，新的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS將逐步取代傳統(tǒng)的DCS”国享；“當(dāng)調(diào)節(jié)功能下放到現(xiàn)場(chǎng)去以后，傳統(tǒng)的DCS就沒(méi)有存在的必要而會(huì)自動(dòng)消失”惨侵；“今后十年队笑，傳統(tǒng)的4~20mA模擬信號(hào)制將逐步被雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)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(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS”……蓉肤。這些論點(diǎn)歸納為一句話：FCS將取代DCS狞荤，DCS從此將消亡。
上述論點(diǎn)皆出自于權(quán)威專家之口棋捷，確實(shí)不無(wú)道理脸狸。數(shù)字通訊是一種趨勢(shì)，它代表了技術(shù)進(jìn)步藐俺，是任何人阻擋不了的炊甲。雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制以及由它而產(chǎn)生的巨大的推動(dòng)力，加速現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制儀表的變革欲芹，開發(fā)出越來(lái)越多的功能完善的數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置蜜葱。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)耀石、配置牵囤、組態(tài)、運(yùn)行滞伟、維護(hù)揭鳞、管理等方面帶來(lái)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(lái)野崇，它保留了DCS的特點(diǎn)称开，或者說(shuō)FCS吸收了DCS多年開發(fā)研究以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)然也包括教訓(xùn)乓梨。由此而得出結(jié)論舞涮，“FCS將取代DCS”，似乎也是順理成章之事浓蜈。
同時(shí)我們也應(yīng)看到未然，DCS系統(tǒng)發(fā)展也近30年，在火電廠的應(yīng)用如此廣泛芳迅。它的設(shè)計(jì)思想哮昧、組態(tài)配置、功能匹配等已達(dá)十分完善的程度（當(dāng)然蕾胶，DCS也存在進(jìn)一步發(fā)展的需求仓貌，例如高級(jí)軟件開發(fā)，以滿足信息集成的要求）刘耀，已滲透到火電廠控制系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域泉互，并且在FCS系統(tǒng)中也有些體現(xiàn)。從這個(gè)角度來(lái)看召藻，DCS系統(tǒng)似乎不能說(shuō)從此消亡严钞。再則，從前面的章節(jié)敘述中已經(jīng)談到退疫，對(duì)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)域渠缕，DCS系統(tǒng)仍有用武之地。
我們似乎沒(méi)有必要在文字上做過(guò)多的爭(zhēng)論褒繁，一定要強(qiáng)調(diào)誰(shuí)取代誰(shuí)亦鳞。正如目前的DCS與新型的PLC，由于多年的開發(fā)研究棒坏，在各自保留自身原有的特點(diǎn)外燕差，又相互補(bǔ)充，形成新的系統(tǒng)坝冕，現(xiàn)在的DCS已不是當(dāng)初的DCS徒探，同樣如此，新型的PLC也不是開發(fā)初期的PLC喂窟。我們能夠說(shuō)是DCS取代了PLC或者說(shuō)是PLC取代了DCS测暗，顯然都是不合適的。
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