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西門子DCS、PLC、FCS三大系統(tǒng)比較分析
我們已經(jīng)知道，F(xiàn)CS是由DCS與 PLC發(fā)展而來，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。而目前，新型的DCS與新型的PLC，都有向?qū)Ψ娇繑n的趨勢。新型的 DCS已有很強(qiáng)的順序控制功能;而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò)，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉。下一節(jié)就僅以DCS與FCS進(jìn)行比較。實(shí)際上已涉及到DCS與FCS的差異，下面將就體系結(jié)構(gòu)、投資、設(shè)計(jì)、使用等方面進(jìn)行敘述。
在科技迅速發(fā)展的時(shí)代，工控行業(yè)也跟著迅速增長，如FCS是由PLC發(fā)展而來的;而其他行業(yè)，F(xiàn)CS又是由DCS發(fā)展而來的，所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬縷的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的差異。
DCS、PLC、FCS三大控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)
目前，在連續(xù)型流程生產(chǎn)自動控制(PA)或習(xí)慣稱之謂工業(yè)過程控制中，有三大控制系統(tǒng)，即PLC、DCS和FCS。它們各自的基本特點(diǎn)如下：
DCS或TDCS
(1)分散控制系統(tǒng)DCS與集散控制系統(tǒng)TDCS是集4C(Communication，Computer，Control、CRT)技術(shù)于一身的監(jiān)控技術(shù)。
(2)從上到下的樹狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)，其中通信(Communication)是關(guān)鍵。
(3)PID在中斷站中，中斷站聯(lián)接計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場儀器儀表與控制裝置。
(4)是樹狀拓?fù)浜筒⑿羞B續(xù)的鏈路結(jié)構(gòu)，也有大量電纜從中繼站并行到現(xiàn)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(wǎng)LAN。
(7)DCS是控制(工程師站)、操作(操作員站)、現(xiàn)場儀表(現(xiàn)場測控站)的3級結(jié)構(gòu)。
(8)缺點(diǎn)是成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作，大DCS系統(tǒng)是各家不同的。
(9)用于大規(guī)模的連續(xù)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。
PLC
(1)從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運(yùn)送處理，是從下往上的。
(2)連續(xù)PID控制等多功能，PID在中斷站中。
(3)可用一臺PC機(jī)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(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)。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，只要按說明書格式寫就行。
(5)PLC網(wǎng)格既可作為獨(dú)立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)。
(6)大系統(tǒng)同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
(7)PLC網(wǎng)絡(luò)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)主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。
(9)制造商：GOULD(美)、AB(美)、GE(美)、OMRON(日)、MITSUBISHI(日)、Siemens(德)等。
FCS
(1)基本任務(wù)是：本質(zhì)(本征)安全、危險(xiǎn)區(qū)域、易變過程、難于對付的非常環(huán)境。
(2)全數(shù)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(lián)接分散的現(xiàn)場儀表、控制裝置、PID與控制中心，取代每臺儀器兩根線。
(4)在總線上PID與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。
(5)多變量、多節(jié)點(diǎn)、串行、數(shù)字通信系統(tǒng)取代單變量、單點(diǎn)、并行、模擬系統(tǒng)。
(6)是互聯(lián)的、雙向的、開放的取代單向的、封閉的。
(7)用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。
(8)由現(xiàn)場電腦操縱，還可掛到上位機(jī)，接同一總線的上一級計(jì)算機(jī)。
(9)局域網(wǎng)，再可與internet相通。
(10)改變傳統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)入企業(yè)管理網(wǎng)。
(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(xù)的工藝過程自動控制如石油化工，其中“本安防爆”技術(shù)是絕對重要的，典型產(chǎn)品是FF、WorldFIP、Profibus—PA;
2)分立的工藝動作自動控制如汽車制造機(jī)器人、汽車，典型產(chǎn)品是Profibus—DP、CANbus;
3)多點(diǎn)控制如樓宇自動化，典型產(chǎn)品是LONWork、Profibus—FMS。
從上述基本要點(diǎn)的描述中，我們是否注意到一點(diǎn)，用于過程控制的三大系統(tǒng)，沒有一個(gè)是針對電站而開發(fā)的，或者說，在他們開發(fā)的初期，都并非以電站做系統(tǒng)的首選控制對象。而在這些系統(tǒng)的使用說明中也絕不把電站做為首選適用范圍，有的在適用范圍中根本就不提電站?，F(xiàn)在奇怪的是，這三大控制系統(tǒng)，尤其是DCS、PLC，都在電站得到了廣泛應(yīng)用，而且效果也非常好。