FCS是由DCS與PLC發(fā)展而來桶辉，FCS不僅具備DCS與PLC的特點怎窿，而且跨出了革命的一步侧缔，而目前，新型的DCS與新型的PLC都有向對方靠攏的趨勢喻透，新型的DCS已有很強的順序控制功能寒淌；而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差晶乘，并且兩者都能組成大型網絡蚜遥，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉翠笛。

一由饵、區(qū)別要點

1、DCS

DCS系統(tǒng)的關鍵是通信桦徘。也可以說數據公路是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱故咽。由于它的任務是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網絡，因此橄文，數據公路自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性化刻。數據公路的媒體可以是：一對絞線、同軸電纜或光纖電纜上陕。

通過數據公路的設計參數转捕，基本上可以了解一個特定DCS系統(tǒng)的相對優(yōu)點與弱點。

(1)系統(tǒng)能處理多少I/O信息唆垃。

(2)系統(tǒng)能處理多少與控制有關的控制回路的信息五芝。

(3)能適應多少用戶和裝置(CRT、控制站等)辕万。

(4)傳輸數據的完整性是怎樣徹底檢查的枢步。

(5)數據公路的最大允許長度是多少。

(6)數據公路能支持多少支路渐尿。

(7)數據公路是否能支持由其它制造廠生產的硬件(可編程序控制器醉途、計算機、數據記錄裝置等)砖茸。

為保證通信的完整隘擎，大部分DCS廠家都能提供冗余數據公路。

為了保證系統(tǒng)的安全性凉夯。使用了復雜的通信規(guī)約和檢錯技術货葬，所謂通信規(guī)約就是一組規(guī)則，用以保證所傳輸的數據被接收咳衣，并且被理解的和發(fā)送的數據一樣共撰。

目前在DCS系統(tǒng)中服移，一般使用兩類通信手段，即同步的和異步的鞋夹，同步通信依靠一個時鐘來調節(jié)數據的傳輸和接收驶恨，異步網絡采用沒有時鐘的報告系統(tǒng)。

2孕炒、FCS

FCS的關鍵要點有以下三點道婚。

(1)FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標準仪但。

一種類型的總線潦博，只要其總線協(xié)議一經確定，相關的關鍵技術與有關的設備也就被確定自畔，就其總線協(xié)議的基本原理而言，各類總線都是一樣的村秒，都以解決雙向串行數字化通信傳輸為基本依據杨匕。但是由于各種原因，各類總線的總線協(xié)議存在很大的差異犀农。

為了使現場總線的滿足可互操作性要求惰赋，使其成為真正的開放系統(tǒng)，原IEC國際標準呵哨，現場總線通信協(xié)議模擬的用戶層中赁濒，就明確規(guī)定用戶層具有裝置描述功能。為了實現互操作孟害，每個現場總線裝置都用裝置描述DD來描述拒炎。DD能夠認為是裝置的一個驅動器，它包括所有必要的參數描述和主站所需要的操作步驟挨务。由于DD包括描述裝置通信所需要的所有信息击你，并且與主站無關，所以可以使現場裝置實現真正的互操作性谎柄。

實際情況是否如上述一致丁侄，回答是否定的。目前通過的現場總線國際標準含8種類型朝巫，而原IEC國際標準只是8種類型之一鸿摇，與其它7種類型總線的地位是平等的。其它7種類型總線蒙亦，不論其市場占有率有多少皮卸，每個總線協(xié)議都有一套軟件、硬件的支撐离饺。他們能夠形成系統(tǒng)吝寒，形成產品皿完。而原IEC現場總線國際標準，是一個既無軟件支撐也無硬件支撐的空架子办煞。要實現這些總線的相互兼容和互操作狈馏，就目前狀態(tài)而言，幾乎是不可能的害恋。

通過上述缘说，我們是否可以得出這樣一種映象：開放的現場總線控制系統(tǒng)的互操作性，就一個特定類型的現場總線而言赎丢，只要遵循該類型現場總線的總線協(xié)議劣零，對其產品是開放的，并具有互操作性福压，換句話說掏秩，不論什么廠家的產品，也不一定是該現場總線公司的產品荆姆，只要遵循該總線的總線協(xié)議蒙幻，產品之間是開放的，并具有互操作性胆筒，就可以組成總線網絡邮破。

(2)FCS系統(tǒng)的基礎是數字智能現場裝置。

數字智能現場裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐仆救，是基礎抒和，道理很簡單，FCS系統(tǒng)執(zhí)行的是自動控制裝置與現場裝置之間的雙向數字通信現場總線信號制彤蔽。如果現場裝置不遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議摧莽，即相關的通信規(guī)約，不具備數字通信功能顿痪，那么所謂雙向數字通信只是一句空話范嘱，也不能稱之為現場總線控制系統(tǒng)。再一點员魏，現場總線的一大特點就是要增加現場一級控制功能斤间。如果現場裝置不是多功能智能化的產品，那么現場總線的控制系統(tǒng)的特點也就不存在了乌换，所謂簡化系統(tǒng)稿棚、方便設計、利于維護等優(yōu)越性也是虛的取阳。

(3)FCS系統(tǒng)的本質是信息處理現場化采缎。

對于一個控制系統(tǒng)，無論是采用DCS還是采用現場總線灌罐，系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的敌菩，實際上基恩，采用現場總線后，可以從現場得到更多的信息∈韫埃現場總線系統(tǒng)的信息量沒有減少斤杏，甚至增加了，而傳輸信息的線纜卻大大減少了榕每。這就要求一方面要大大提高線纜傳輸信息的能力腹呀，另一方面讓大量信息在現場就地完成處理，減少現場與控制機房之間的信息往返栏尚∑鹩可以說現場總線的本質就是信息處理的現場化。

減少信息往返是網絡設計和系統(tǒng)組態(tài)的一條重要原則译仗。減少信息往返常程洌可帶來改善系統(tǒng)響應時間的好處。因此纵菌。網絡設計時應優(yōu)先將相互間信息交換量大的節(jié)點阐污，放在同一條支路里。

減少信息往返與減少系統(tǒng)的線纜有時會相互矛盾产艾。這時仍應以節(jié)省投資為原則來做為選擇疤剑。如果所選擇系統(tǒng)的響應時間允許的話滑绒，應選節(jié)省線纜的方案闷堡。如所選系統(tǒng)的響應時間比較緊張，稍微減少一點信息的傳輸就夠用了疑故，那就應選減少信息傳輸的方案杠览。

現在一些帶現場總線的現場儀表本身裝了許多功能塊，雖然不同產品同種功能塊在性能上會稍有差別昵乾，但一個網絡支路上有許多功能雷同功能塊的情況是客觀存在牺缰。選用哪一個現場儀表上的功能，是系統(tǒng)組態(tài)要解決的問題歼取。

考慮這個問題的原則是：盡量減少總線上的信息往返醋咒。一般可以選擇與該功能有關的信息輸出最多的那臺儀表上的功能塊。

　二踱措、典型系統(tǒng)比較

通過使用現場總線晦苞，用戶可以大量減少現場接線，用單個現場儀表可以實現多變量通信毕嘹，不同制造廠生產的裝置間可以完全互操作浊娄，增加現場一級的控制功能，系統(tǒng)集成大大簡化沸幅，并且維護十分簡便矗夯。傳統(tǒng)的過程控制系統(tǒng)中德州，每個現場裝置到控制室都需使用一對專用的雙絞線，以傳送4-20mA信號施翰，現場總線系統(tǒng)中窝革，每個現場裝置到接線盒雙絞線仍然可以使用，但是從現場接線盒到中央控制室僅用一根雙絞線完成數字通信见间。

通過采用現場總線控制系統(tǒng)聊闯，到底能節(jié)省多少電纜，編者尚未做此計算米诉。但是菱蔬，我們可以采用DCS系統(tǒng)的電廠中與自動控制系統(tǒng)有關的所用電纜公里數看出，電纜在基建投資中所占份額史侣。

1拴泌、某電廠，2×300MW燃煤機組

熱力系統(tǒng)為單元制惊橱。每臺機組設置一座集中控制樓蚪腐，采用機、爐税朴、電單元集中控制方式回季。單元控制室的標高為12.6m，與運行層標高一致正林。DCS采用WDPF-Ⅱ泡一，每臺機組設計的I/O點為4500點。

電纜敷設采用俄EC元件桃铛，8個人用1.5個月時間完成敷設的設計任務肋森。

主廠房內每臺300MW機組自動化專業(yè)的電纜根數為4038根。

主廠房內每臺300MW機組自動化專業(yè)電纜長度為350公里假磺。

以上電纜的根數及長度均不包括全廠火災報警的廠供電纜和全廠各輔助生產車間的電纜烈杠。

電纜橋架的立柱、橋架及小槽盒全部選用鋼制鍍鋅努扶，每臺機組約95t跃百。

其他電纜橋架包括直通、彎通晦了、三通患刻、四通、蓋板袁羔、終端封頭惦肴、調寬片、直接片等選用鋁合金材質，每臺300MW機組約為55t耳标。

附件隨橋架提供(如螺栓醇坝，螺母)。

2次坡、某電廠呼猪，4×325MW燃油燃氣電站

熱力系統(tǒng)為單元制。DCS采用TELEPERM——XP.每臺機組設計I/O點為5804點砸琅。

電纜敷設采用EC軟件宋距，12個人用2.5個月時間完成電纜敷設的設計任務。

主廠房內每臺325MW機組自動化專業(yè)的電纜根數為4413根症脂。

主廠房內每臺325MW機組自動化裝業(yè)的電纜長度為360km谚赎。

每臺機組全部選用鋼制鍍鋅電纜橋架，其質量約為250t诱篷。

3壶唤、電站的電纜可以分為六大類：高壓電力電纜、低壓電力電纜棕所、控制電纜闸盔、熱控電纜、弱電電纜(主要指計算機用電纜)地垢、其他電纜满页。若兩臺300MW機組同時做電纜敷設，自動化專業(yè)電纜的數量大約有8500根左右尊伟。其中熱控電纜和弱電電纜將大于500根惑拙，及約占60%左右(以根數計量)。

　三妨谦、設計巡雄、投資及使用

上述的比較偏重于純技術性的比較嘀回，以下比較擬加入經濟因素显而。

比較的前提是DCS系統(tǒng)與典型的，理想的FCS系統(tǒng)進行比較蜜裸。為什么要做如此的假設楷芝？作為DCS系統(tǒng)發(fā)展到今天，開發(fā)初期提出的技術要求已滿足并得到了完善沧气，目前的狀況是進一步提高裕砖，因此也就不存在典型、理想的說法牍懂。而作為FCS系統(tǒng)鸵隧，20世紀90年代剛進入實用化，作為開發(fā)初期的技術要求：兼容開放、雙向數字通信豆瘫、數字智能現場裝置珊蟀、高速總線等，目前還不理想外驱，有待完善育灸。這種狀態(tài)與現場總線國際標準的制定不能說沒有關系。過去的十多年昵宇，各總線組織都忙于制定標準磅崭，開發(fā)產品，占領更多的市場瓦哎，目的就是要擠身國際標準砸喻，合法的占領更多的市場，現在有關國際標準的爭戰(zhàn)已告一段落蒋譬，各大公司組織都已意識到恩够，要真正占領市場，就得完善系統(tǒng)及相關產品枝徙。我們可以做這樣的預測檬撒，不久的將來，完善的現場總線系統(tǒng)及相關產品必將成為世界現場總線技術的主流饺焕。

具體比較：

(1)DCS系統(tǒng)是個大系統(tǒng)促军，其控制器功能強而且在系統(tǒng)中的作用十分重要，數據公路更是系統(tǒng)的關鍵什氮，所以等灾，必須整體投資一步到位，事后的擴容難度較大舟道。而FCS功能下放較徹底莫金，信息處理現場化，數字智能現場裝置的廣泛采用遍沟，使得控制器功能與重要性相對減弱洽咬。因此，FCS系統(tǒng)投資起點低倚务，可以邊用橙围、邊擴、邊投運着逐。

(2)DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)崔赌，各公司產品基本不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng)耸别，用戶可以選擇不同廠商健芭、不同品牌的各種設備連入現場總線，達到最佳的系統(tǒng)集成。

(3)DCS系統(tǒng)的信息全都是二進制或模擬信號形成的慈迈，必須有D/A與A/D轉換魁蒜。而FCS系統(tǒng)是全數字化，就免去了D/A與A/D變換吩翻，高集成化高性能兜看，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)行器中狭瞎，縮短了控制周期细移，目前可以從DCS的每秒2——5次，提高到FCS的每秒10——20次熊锭，從而改善調節(jié)性能弧轧。

(5)DCS系統(tǒng)可以控制和監(jiān)視工藝全過程，對自身進行診斷俯态、維護和組態(tài)跃览。但是，由于自身的致病弱點玻桶，其I/O信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號昧挚，因此，它無法在DCS工程師站上對現場儀表(含變送器假盼，執(zhí)行器等)進行遠方診斷肢糜、維護和組態(tài)。FCS系統(tǒng)采用全數字化技術惋探，數字智能現場裝置發(fā)送多變量信息秃停，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測信息差錯的功能抗海。FCS系統(tǒng)采用雙向數字通信現場總線信號制丹伙。因此，它可以對現場裝置(含變送器葫羡，執(zhí)行機構等)進行診斷恼五、維護和組態(tài)。FCS系統(tǒng)的這點優(yōu)越性是DCS系統(tǒng)無法比擬的捡偏。

(6)FCS系統(tǒng)由于信息處理現場化唤冈，與DCS系統(tǒng)相比峡迷，可以省去相當數量的隔離器银伟、端子柜、I/O終端绘搞、I/O卡件彤避、I/O文件及I/O柜。同時也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積，有專家認為可以省去60%琉预。

7)與(6)同樣理由董饰，FCS系統(tǒng)可以減少大量電纜與敷設電纜用的橋架等，同時也省去了設計圆米、安裝和維護費用卒暂，有專家認為可以省去66%。

對于(6)娄帖、(7)兩點應補充說明的是乏根，采用FCS系統(tǒng)，節(jié)省投資的效果是不用懷疑的仔省，但是否如有的專家所說達66%.這些數字在多篇文章中出現俄躺，編者認為這是相互轉摘的結果，目前還未找到這些數字的原始出處红集。因此亲沃，讀者在引用數字時要謹慎。

(8)FCS相對DCS組態(tài)簡單判懒，由于結構袋员、性能標準化，便于安裝刀雳、運行弊刁、維護。

(9)用于過程控制的FCS設計開發(fā)要點汰日。這一點并不作為DCS比較鞋族，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在設計開發(fā)中應重點考慮的問題。

①要求總線安防爆功能挂捅，而且是頭等重要的芹助。

②基本監(jiān)控如流量、料位闲先、溫度状土、壓力等變化是緩慢的，而且還有滯后效應伺糠，因此蒙谓，節(jié)點監(jiān)控并不需要快電子學的響應時間，但要求有復雜的模擬量處理能力训桶。這一物理特征決定了系統(tǒng)基本上多采用主——從之間的集中輪詢制累驮，這在技術上是合理的，在經濟上是有利的舵揭。

③流量谤专、料位躁锡、溫度、壓力等參數的測量置侍，其物理原理是古典的映之，但傳感器，變送器及控制器應向數字智能化發(fā)展瘫骏。

④作為針對連續(xù)過程類及其儀器儀表而開發(fā)的FCS系統(tǒng)颜要，應側重于低速總線H1的設計完善。

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