PLC、DCS、FCS互为“犄角”　助推工控自动化不断发展
2011-5-26 11:03:52
　编者语：数字通讯是一种趋势，它代表了技术进步，是任何人阻挡不了的。正如目前的DCS与新型的PLC，由于多年的开发研究，在各自保留自身原有的特点外，又相互补充，形成新的系统，现在的DCS已不是当初的DCS，同样如此，新型的PLC也不是开发初期的PLC。三大控制系统互为犄角，推动工业自动化不断向前发展。
　　PLC控制系统基本特点
　　 （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(错了，去掉)、S5、S6(错了，去掉)、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。
　　DCS或TDC控制系统基本特点
　　 （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）、Westinghous（美）、HITACH（日）、LEEDS &
　　 NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB（瑞士）、Hartmann &
　　 Braun（德）、Yokogawa（日）、Honewell（美国）、Taylor（美）等。
　　 FCS控制系统基本特点
　　 （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、 proces—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、CANbus；
　　 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。
　　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。
　　1 差异要点
　　 ·DCS
　　 DCS系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。
　　 通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS系统的相对优点与弱点。
　　 （1）系统能处理多少I/O信息。
　　 （2）系统能处理多少与控制有关的控制回路的信息。
　　 （3）能适应多少用户和装置（CRT、控制站等）。
　　 （4）传输数据的完整性是怎样彻底检查的。
　　 （5）数据公路的最大允许长度是多少。
　　 （6）数据公路能支持多少支路。
　　 （7）数据公路是否能支持由其它制造厂生产的硬件（可编程序控制器、计算机、数据记录装置等）。
　　 为保证通信的完整，大部分DCS厂家都能提供冗余数据公路。
　　 为了保证系统的安全性，使用了复杂的通信规约和检错技术。