在有些行業(yè)，F(xiàn)CS是由PLC發(fā)展而來(lái)的;而在另一些行業(yè)，F(xiàn)CS又是由DCS發(fā)展而來(lái)的，所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的差異。
2.PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)
目前，在連續(xù)型流程出產(chǎn)自動(dòng)控制(PA)或習(xí)慣稱之謂產(chǎn)業(yè)過(guò)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：
2.1 PLC
(1)從開(kāi)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在間斷站中。
(3)可用一臺(tái)PC機(jī)為主站，多臺(tái)同型PLC為從站。
(4)也可一臺(tái)PLC為主站，多臺(tái)同型PLC為從站，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)。這比用PC機(jī)作主站利便之處是：有用戶編程時(shí)，不必知道通訊協(xié)議，只要按仿單格局寫(xiě)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)主要用于產(chǎn)業(yè)過(guò)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。
2.2 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(shù)狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)，其中通訊(Communication)是樞紐。
(3)PID在間斷站中，間斷站聯(lián)接計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表與控制裝置。
(4)是樹(shù)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(chǎng)儀器儀表。
(5)模擬信號(hào)，A/D—D/A、帶微處理器的混合。
(6)一臺(tái)儀表一對(duì)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)、操縱(操縱員站)、現(xiàn)場(chǎng)儀表(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站)的3級(jí)結(jié)構(gòu)。
(8)缺點(diǎn)是本錢(qián)高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操縱，大DCS系統(tǒng)是各家不同的。
(9)用于大規(guī)模的連續(xù)過(guò)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(guó))、Taylor(美)等。
2.3 FCS
(1)基本任務(wù)是：本質(zhì)(本征)安全、危險(xiǎn)區(qū)域、易變過(guò)程、難于對(duì)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(chǎng)儀表、控制裝置、PID與控制中央，取代每臺(tái)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(jié)點(diǎn)、串行、數(shù)字通訊系統(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(kāi)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(xiàn)場(chǎng)電腦操作，還可掛到上位機(jī)，接統(tǒng)一總線的上一級(jí)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(hào)尺度、通訊尺度和系統(tǒng)尺度入企業(yè)治理網(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(lèi)FCS的典型
1)連續(xù)的工藝過(guò)程自動(dòng)控制如石油化工，其中“本安防爆”技術(shù)是絕對(duì)重要的，典型產(chǎn)品是FF、World FIP、Profibus—PA;
2)分立的工藝動(dòng)作自動(dòng)控制如汽車(chē)制造機(jī)器人、汽車(chē)，典型產(chǎn)品是Profibus—DP、CANbus;
3)多點(diǎn)控制如樓宇自動(dòng)化，典型產(chǎn)品是LON Work、Profibus—FMS。
從上述基本要點(diǎn)的描述中，我們是否留意到一點(diǎn)，用于過(guò)程控制的三大系統(tǒng)，沒(méi)有一個(gè)是針對(duì)電站而開(kāi)發(fā)的，或者說(shuō)，在他們開(kāi)發(fā)的初期，都并非以電站做系統(tǒng)的首選控制對(duì)象。而在這些系統(tǒng)的使用說(shuō)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?，F(xiàn)在希奇的是，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。
3.三大控制系統(tǒng)之間的差異
我們已經(jīng)知道，F(xiàn)CS是由DCS與PLC發(fā)展而來(lái)，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(shì)。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的合用范圍，已有很大的交叉。下一節(jié)就僅以DCS與FCS進(jìn)行比較。在前面的章節(jié)中，實(shí)際上已涉及到DCS與FCS的差異，下面遷就體系結(jié)構(gòu)、投資、設(shè)計(jì)、使用等方面進(jìn)行敘述。
3.1 差異要點(diǎn)
DCS
DCS系統(tǒng)的樞紐是通訊。也可以說(shuō)數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱。因?yàn)樗娜蝿?wù)是為系統(tǒng)所有部件之間提供通訊網(wǎng)絡(luò)，因此，數(shù)據(jù)公路自身的設(shè)計(jì)就決定了總體的靈活性和安全性。數(shù)據(jù)公路的媒體可以是：一對(duì)絞線、同軸電纜或光纖電纜。
通過(guò)數(shù)據(jù)公路的設(shè)計(jì)參數(shù)，基本上可以了解一個(gè)特定DCS系統(tǒng)的相對(duì)長(zhǎng)處與弱點(diǎn)。
(1)系統(tǒng)能處理多少I(mǎi)/O信息。
(2)系統(tǒng)能處理多少與控制有關(guān)的控制回路的信息。
(3)能適應(yīng)多少用戶和裝置(CRT、控制站等)。
(4)傳輸數(shù)據(jù)的完整性是怎樣徹底檢查的。
(5)數(shù)據(jù)公路的最大答應(yīng)長(zhǎng)度是多少。
(6)數(shù)據(jù)公路能支持多少支路。
(7)數(shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造廠出產(chǎn)的硬件(可編程序控制器、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)記實(shí)裝置等)。
為保證通訊的完整，大部門(mén)DCS廠家都能提供冗余數(shù)據(jù)公路。
為了保證系統(tǒng)的安全性，使用了復(fù)雜的通訊規(guī)約和檢錯(cuò)技術(shù)。所謂通訊規(guī)約就是一組規(guī)則，用以保證所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被接收，并且被理解得和發(fā)送的數(shù)據(jù)一樣。
目前在DCS系統(tǒng)中一般使用兩類(lèi)通訊手段，即同步的和異步的，同步通訊依賴一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收，異步網(wǎng)絡(luò)采用沒(méi)有時(shí)鐘的講演系統(tǒng)。
FCS
FCS的樞紐要點(diǎn)有三點(diǎn)
(1)FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線尺度
前面的章節(jié)已經(jīng)敘述，一種類(lèi)型的總線，只要其總線協(xié)議一經(jīng)確定，相關(guān)的樞紐技術(shù)與有關(guān)的設(shè)備也就被確定。就其總線協(xié)議的基本原理而言，各類(lèi)總線都是一樣的，都以解決雙向串行數(shù)字化通信傳輸為基本依據(jù)。但因?yàn)楦鞣N原因，各類(lèi)總線的總線協(xié)議存在很大的差異。
為了使現(xiàn)場(chǎng)總線知足可互操縱性要求，使其成為真正的開(kāi)放系統(tǒng)，在IEC國(guó)際尺度，現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)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(shí)現(xiàn)互操縱，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線裝置都用裝置描述DD來(lái)描述。DD能夠以為是裝置的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，它包括所有必要的參數(shù)描述和主站所需的操縱步驟。因?yàn)镈D包括描述裝置通訊所需的所有信息，并且與主站無(wú)關(guān)，所以可以使現(xiàn)場(chǎng)裝置實(shí)現(xiàn)真正的互操縱性。
實(shí)際情況是否如上述一致，回答是否定的。目前通過(guò)的現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際尺度含8種類(lèi)型，而原IEO國(guó)際尺度只是8種類(lèi)型之一，與其它7種類(lèi)型總線的地位是同等的。其它7種總線，不論其市場(chǎng)據(jù)有率有多少，每個(gè)總線協(xié)議都有一套軟件、硬件的支撐。它們能夠形成系統(tǒng)，形成產(chǎn)品，而原IEC現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際尺度，是一個(gè)既無(wú)軟件支撐也無(wú)硬件支撐的空架子。所以，要實(shí)現(xiàn)這些總線的相互兼容和互操縱，就目前狀態(tài)而言，幾乎是不可能的。
合作服務(wù)熱線：156-9198-7578
