PLC、DCS、FCS三大控制系統的基本特點

目前，在連續型流程生產工業過程控制中，有三大控制系統，即PLC、DCS和FCS。它們各自的基本特點如下：

1PLC

(1)從開關量控制發展到順序控制、運算處理，是從下往上的;

(2)邏輯控制、定時控制、計數控制、步進(順序)控制、連續PID控制、數據控制――PLC具有數據處理能力、通信和聯網等多功能;

(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機作主站方便之處是：有用戶編程時，不必知道通信協議，只要按說明書格式寫就行;

(5)PLC網絡既可作為獨立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統;

(6)主要用于工業過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環控制功能。

2DCS

集散控制系統（DistributedControlSystem）又稱計算機分布式控制系統，它是20世紀70年代中期迅速發展起來的，它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，它把控制技術、計算機技術、圖像顯示技術以及通信技術結合起來，實現對生產過程的監視、控制和管理。它既打破了常規控制儀表功能的局限，又較好的解決了早期計算機系統對于信息、管理和控制作用過于集中帶來的危險性。它主要用于大規模的連續過程控制系統中，如石化、電力等。其核心是通信，即數據公路。

它的基本要點是：

（1）從上到下的樹狀系統，其中通信是關鍵。

（2）PID在中斷站中，中斷站聯結計算機與現場儀器儀表與控制裝。;

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

（4）信號系統包括開關量信號和模擬信號。

（5）DCS是控制（工程師站）、操作（操作員站）、現場儀表（現場測控站）的3級結構。

3FCS

FieldbusControlSystem（簡稱FCS）即現場總線控制系統，它是用現場總線這一開放的、具有互操作性的網絡將現場各個控制器和儀表及儀表設備互聯，構成現場總線控制系統，同時控制功能徹底下放到現場，降低了安裝成本和維修費用。因此，FCS實質上是一種開放的、具有互操作性的、徹底分散的分布式控制系統，有望成為21世紀控制系統的主流產品。現場總線控制系統的核心是總線協議，基礎是數字智能現場設備，本質是信息處理現場化。

FCS的要點是：

FCS是3C技術（CommunicaTIon，Computer，Contro1）的融合。它適用于本質（本征）安全、危險區域、易變過程、難于對付的非常環境。

現場設備高度智能化，提供全數字信號;一條總線連接所有的設備。

從控制室到現場設備的雙向數字通信總線，是互聯的、雙向的、串行多節點、開放的數字通信系統取代單向的、單點、并行、封閉的模擬系統。

控制功能徹底分散。

二

三大控制系統的區別

1PLC與DCS

PLC系統與DCS系統的結構差異不大，只是在功能的著重點上的不同，DCS著重于閉環控制及數據處理。PLC著重于邏輯控制及開關量的控制，也可實現模擬量控制。

DCS或PLC系統的關鍵是通信。也可以說數據公路是分散控制系統DCS及PLC的脊柱。由于它的任務是為系統所有部件之間提供通信網絡，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。

DCS的特點是：(1)控制功能強。可實現復雜的控制規律，如串級、前饋、解耦、自適應、最優和非線性控制等。也可實現順序控制。(2)系統可靠性高。(3)采用CRT操作站有良好的人機界面。(4)軟硬件采用模塊化積木式結構。(5)系統容易開發。(6)用組態軟件，編程簡單，操作方便。(7)有良好的性價比。

通過數據公路的設計參數，基本上可以了解一個特定DCS或PLC系統的相對優點與弱點。

目前在DCS和PLC系統中一般使用兩類通信手段，即同步的和異步的，同步通信依靠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報告系統。

2、DCS與FCS的區別

DCS系統是封閉的，各廠家的產品互不兼容;FCS是全開放的系統，其技術標準也是全開放的，FCS的現場設備具有互操作性，裝置互相兼容，因此用戶可以選擇不同廠商、不同品牌的產品同時連入同一現場總線，達到最佳的系統集成。

DCS系統是個大系統，其控制器的功能強而且在系統中的作用十分重要，數據公路更是系統的關鍵，所以，必須整體投資一步到位，事后的擴容難度較大；而FCS功能下放較徹底，信息處理現場化，數字智能現場裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對減弱，因此，FCS系統投資起點低，可以邊用、邊擴、邊投運。

FCS的信號傳輸實現了全數字化，其通信可以從最底層的傳感器和執行器直到最高層，為企業的MES和ERP提供強有力的支持，更重要的是它還可以對現場裝置進行遠程診斷、維護和組態;DCS的通信功能受到很大限制，雖然它也可以連接到Internet，但它連不到底層，它提的信息量也是有限的，它不能對現場設備進行遠程操作。

FCS的結構為全分散式，它廢棄了DCS中的I／O單元和控制站，把控制功能下放到現場設備，實現了徹底的分散，系統擴展也變得十分容易;DCS的分散只是到控制器一級，它強調控制器的功能，數據公路更是其關鍵。

DCS的信號系統是二進制或模擬式的，必須有A／D、D／A環節，所以其控制精度為土0.5％;FCS的全數字化，控制系統精度高，可以達到土0．1％，并且FCS系統可以將PID閉環控制功能裝入現場設備中，縮短了控制周期，提高運算速度，從而改善調節性能。

FCS可以將PID閉環功能放到現場的變送器或執行器中，加上數字通信，所以縮短了采樣和控制周期，目前可以從DCS的每秒2-5次，提高到每秒10-20次，從而改善了調節性能。

FCS相對于DCS組態簡單，由于結構、性能標準化，由于FCS省去了大量的硬件設備、電纜和電纜安裝輔助設備，節約了大量的安裝和調試費用，所以它的造價要遠低于DCS。

聲明：本文為轉載類文章，如涉及版權問題，請及時聯系我們刪除（QQ: 2737591964），不便之處，敬請諒解！