PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异

 1.前言
   上世纪九十年代走向实用化的大的特点和现场总线控制系统，正以迅猛的控制势头快速发展，是系统目前世界上最新型的控制系统。现场总线控制系统是差异目前自动化技术中的一个热点，正受到国内外自动化设备制造商与用户越来越强烈的大的特点和关注。现场总线控制系统的控制出现，将给自动化领域带来又一次革命，系统其深度和广度将超过历史的差异任何一次，从而开创自动化的大的特点和新纪元。

   在有些行业，控制FCS是系统由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是差异由DCS发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的大的特点和联系，又存在着本质的控制差异。本文试就PLC、系统DCS、FCS三大控制系统的特点和差异作一分析，指出它们之间的渊源及发展方向。

   2．PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点
   目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之谓工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS。它们各自的基本特点如下：

   2．1 PLC
   （1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。

   （2）连续PID控制等多功能，PID在中断站中。

   （3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。

   （4）也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。

   （5）PLC网格既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。

   （6）大系统同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。

   （7）PLC网络如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）主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功能。

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

2．2 DCS或TDCS
   （1）分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C（Communication，Computer， Control、CRT）技术于一身的监控技术。

   （2）从上到下的树状拓扑大系统，其中通信（Communication）是关键。

   （3）PID在中断站中，中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。

   （4）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场仪器仪表。

   （5）模拟信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。

   （6）一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。

   （7）DCS是控制（工程师站）、操作（操作员站）、现场仪表（现场测控站）的3级结构。

   （8）缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS系统是各家不同的。

   （9）用于大规模的连续过程控制，如石化等。

   （10）制造商：Bailey（美）、Westinghouse（美）、HITACH（日）、LEEDS & NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB   （瑞士）、Hartmann & Braun（德）、Yokogawa（日）、Honeywell（美国）、Taylor（美）等。

   2．3 FCS

   （1）基本任务是：本质（本征）安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。

   （2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。

   （3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制中心，取代每台仪器两根线。

   （4）在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。

   （5）多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。

   （6）是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的。

   （7）用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。

   （8）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。

   （9）局域网，再可与internet相通。

   （10）改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。

   （11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 process—Data、 ABB等。

   （12）3类FCS的典型

     1）连续的工艺过程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是绝对重要的，典型产品是FF、World FIP、Profibus—PA；

     2）分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车，典型产品是Profibus—DP、CAN bus；

     3）多点控制如楼宇自动化，典型产品是LON Work、Profibus—FMS。

   从上述基本要点的描述中，我们是否注意到一点，用于过程控制的三大系统，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控制对象。而在这些系统的使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。现在奇怪的是，这三大控制系统，尤其是DCS、PLC，都在电站得到了广泛应用，而且效果也非常好。

3．三大控制系统之间的差异
   我们已经知道，FCS是由DCS与PLC发展而来，FCS不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。下一节就仅以DCS与FCS进行比较。在前面的章节中，实际上已涉及到DCS与FCS的差异，下面将就体系结构、投资、设计、使用等方面进行叙述。

   3．1 差异要点
   ·DCS

• 共4页:
• 上一页
• 1
• 2
• 3
• 4
• 下一页