DCS、PLC、FCS三大系統比較

　　在有些行業，FCS是由PLC發展而來的;而在另一些行業，FCS又是由DCS發展而來的，所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬縷的聯系，又存在著本質的差異。

　　2.PLC、DCS、FCS三大控制系統的基本特點

　　目前，在連續型流程出產自動控制(PA)或習慣稱之謂產業過程控制中，有三大控制系統，即PLC、DCS和FCS。它們各自的基本特點如下：

　　2.1 PLC

　　(1)從開關量控制發展到順序控制、運送處理，是從下往上的。

　　(2)連續PID控制等多功能，PID在間斷站中。

　　(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，構成PLC網絡。這比用PC機作主站利便之處是：有用戶編程時，不必知道通訊協議，只要按仿單格局寫就行。

　　(5)PLC網格既可作為獨立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統。

　　(6)大系統同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。

　　(7)PLC網絡如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)主要用于產業過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環控制功能。

　　(9)制造商：GOULD(美)、AB(美)、GE(美)、OMRON(日)、MITSUBISHI(日)、Siemens(德)等。

　　2.2 DCS或TDCS

　　(1)分散控制系統DCS與集散控制系統TDCS是集4C(Communication，Computer， Control、CRT)技術于一身的監控技術。

　　(2)從上到下的樹狀拓撲大系統，其中通訊(Communication)是樞紐。

　　(3)PID在間斷站中，間斷站聯接計算機與現場儀器儀表與控制裝置。

　　(4)是樹狀拓撲和并行連續的鏈路結構，也有大量電纜從中繼站并行到現場儀器儀表。

　　(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LAN。

　　(7)DCS是控制(工程師站)、操縱(操縱員站)、現場儀表(現場測控站)的3級結構。

　　(8)缺點是本錢高，各公司產品不能互換，不能互操縱，大DCS系統是各家不同的。

　　(9)用于大規模的連續過程控制，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。

　　2.3 FCS

　　(1)基本任務是：本質(本征)安全、危險區域、易變過程、難于對付的非常環境。

　　(2)全數字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。

　　(3)用兩根線聯接分散的現場儀表、控制裝置、PID與控制中央，取代每臺儀器兩根線。

　　(4)在總線上PID與儀器、儀表、控制裝置都是同等的。

　　(5)多變量、多節點、串行、數字通訊系統取代單變量、單點、并行、模擬系統。

　　(6)是互聯的、雙向的、開放的取代單向的、封鎖的。

　　(7)用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。

　　(8)由現場電腦操作，還可掛到上位機，接統一總線的上一級計算機。

　　(9)局域網，再可與internet相通。

　　(10)改變傳統的信號尺度、通訊尺度和系統尺度入企業治理網。

　　(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)連續的工藝過程自動控制如石油化工，其中“本安防爆”技術是絕對重要的，典型產品是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，典型產品是Profibus—DP、CANbus;

　　3)多點控制如樓宇自動化，典型產品是LON Work、Profibus—FMS。

　　從上述基本要點的描述中，我們是否留意到一點，用于過程控制的三大系統，沒有一個是針對電站而開發的，或者說，在他們開發的初期，都并非以電站做系統的首選控制對象。而在這些系統的使用說明中也毫不把電站做為首選合用范圍，有的在合用范圍中根本就不提電站。現在希奇的是，這三大控制系統，尤其是DCS、PLC，都在電站得到了廣泛應用，而且效果也非常好。

　　3.三大控制系統之間的差異

　　我們已經知道，FCS是由DCS與PLC發展而來，FCS不僅具備DCS與PLC的特點，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS與新型的PLC，都有向對方靠攏的趨勢。新型的DCS已有很強的順序控制功能;而新型的PLC，在處理閉環控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網絡，DCS與PLC的合用范圍，已有很大的交叉。下一節就僅以DCS與FCS進行比較。在前面的章節中，實際上已涉及到DCS與FCS的差異，下面遷就體系結構、投資、設計、使用等方面進行敘述。

　　3.1 差異要點

　　DCS

　　DCS系統的樞紐是通訊。也可以說數據公路是分散控制系統DCS的脊柱。因為它的任務是為系統所有部件之間提供通訊網絡，因此，數據公路自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性。數據公路的媒體可以是：一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。

　　通過數據公路的設計參數，基本上可以了解一個特定DCS系統的相對長處與弱點。

　　(1)系統能處理多少I/O信息。

　　(2)系統能處理多少與控制有關的控制回路的信息。

　　(3)能適應多少用戶和裝置(CRT、控制站等)。

　　(4)傳輸數據的完整性是怎樣徹底檢查的。

　　(5)數據公路的最大答應長度是多少。

　　(6)數據公路能支持多少支路。

　　(7)數據公路是否能支持由其它制造廠出產的硬件(可編程序控制器、計算機、數據記實裝置等)。

　　為保證通訊的完整，大部門DCS廠家都能提供冗余數據公路。

　　為了保證系統的安全性，使用了復雜的通訊規約和檢錯技術。所謂通訊規約就是一組規則，用以保證所傳輸的數據被接收，并且被理解得和發送的數據一樣。

　　目前在DCS系統中一般使用兩類通訊手段，即同步的和異步的，同步通訊依賴一個時鐘信號來調節數據的傳輸和接收，異步網絡采用沒有時鐘的講演系統。

　　FCS

　　FCS的樞紐要點有三點

　　(1)FCS系統的核心是總線協議，即總線尺度

　　前面的章節已經敘述，一種類型的總線，只要其總線協議一經確定，相關的樞紐技術與有關的設備也就被確定。就其總線協議的基本原理而言，各類總線都是一樣的，都以解決雙向串行數字化通信傳輸為基本依據。但因為各種原因，各類總線的總線協議存在很大的差異。

　　為了使現場總線知足可互操縱性要求，使其成為真正的開放系統，在IEC國際尺度，現場總線通信協議模型的用戶層中，就明確劃定用戶層具有裝置描述功能。為了實現互操縱，每個現場總線裝置都用裝置描述DD來描述。DD能夠以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的操縱步驟。因為DD包括描述裝置通訊所需的所有信息，并且與主站無關，所以可以使現場裝置實現真正的互操縱性。

　　實際情況是否如上述一致，回答是否定的。目前通過的現場總線國際尺度含8種類型，而原IEO國際尺度只是8種類型之一，與其它7種類型總線的地位是同等的。其它7種總線，不論其市場據有率有多少，每個總線協議都有一套軟件、硬件的支撐。它們能夠形成系統，形成產品，而原IEC現場總線國際尺度，是一個既無軟件支撐也無硬件支撐的空架子。所以，要實現這些總線的相互兼容和互操縱，就目前狀態而言，幾乎是不可能的。