DCS与FCS在控制系统中的应用比较

PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。

本文试就PLC、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。

摘要：本文对PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异进行了分析，指出了三种控制系统之间的渊源及发展方向。

关键词：可编程序控制器（PLC）分散控制系统（DCS）现场总线控制系统（FCS）1.前言上世纪九十年代走向实用化的现场总线控制系统，正以迅猛的势头快速发展，是目前世界上最新型的控制系统。

现场总线控制系统是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关注。

现场总线控制系统的出现，将给自动化领域带来又一次革命，其深度和广度将超过历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。

在有些行业，FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS 发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。

本文试就PLC、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。

优缺点比较 DCS FCSDCS系统的相对优点主要就是:(1)随着计算机技术的发展,中央处理器CPU的处理的能力可以很大,能满足复杂控制功能需求。

(2)DCS中央计算机功能强大,处理的信息量大,特别适合处理关联度大的整体软件。

(3)有30多年来积累起来的臻于完善的系统软件可供使用,大型项目可借鉴移植功能强。

但现场设备依然就是建立在模拟设备的技术上,不可避免的存在着某些缺憾。

主要缺点就是:(1)现场设备多为模拟仪表,不具备向上传输信息的功能,造成网络管理、提升不可逾越的障碍。

(2)DCS的网络通信模式就是中央到现场设备,造成通信介质等硬件的浩繁设置。

(3)网络及现场设备不具有可互换性与可互操作性。

不同厂家产品因技术保密缺乏设备互换性。

(4)控制模式过于集中,危险性未能分散,系统存在发生崩溃的危险。

FCS 控制系统的特点(1)系统就是全数字化的、智能的,通信就是自上而下与自下而上的双向通信,系统完全透明,网络管理与系统提升随时可以进行。

(2)系统可以就是非本安的、但也可以就是本安的,应用场合广泛。

(3)网络通信与供电用同一根电缆连接,可以大量节约电缆、敷设装置等设备。

(4)系统就是互联的、开放的,网络规模变更更方面。

(5)重要的控制功能可下装在现场设备,完善的链路调度功能、冗余功能确保了系统具有极大的可靠性。

(6)系统就是全数字的,系统为采用先进的管理如安全功能仪表、设备故障诊断、系统瞻前维护等提供了施展平台。

目前现场总线也存在着不足,主要表现在:(1)现场总线的应用场合尚存在不足,某些总线在特定的控制领域具有优势,但在另一领域就存在不足。

而一座大型工厂或工程,往往既有连续控制,也有断续控制,甚或就是批量控制。

(2)现场总线就是全数字模式,对设计、建造、使用者的技术水平要求较高,目前,我国一般企业技术跟踪能力存在不小差距。

(3)现场总线的技术更新较快,特别就是软件的版本变更频繁,往往给用户带来操作与使用上的不便。

现场控制系统FCS 和集散控制系统DCS 的对比1 引言当今的时代是一个信息化的时代，自动控制技术发展日新月异。

随着网络技术的不断发展，因特网把全世界的计算机信息系统，通信系统逐渐集成起来，形成信息高速公路和公用数据网络[1]。

现场总线（field bus）是用于最终控制设备与上层自动化控制设备之间的双向串行通信链络，目前主要的现场总线标准有HART、LonWorks、PROFIBUS、InterBus、FF、CAN 即控制器局域网技术[2]。

现场总线是应运而生的，作为工业系统控制技术领域划时代的标志，它的出现必将对该领域的发展产生重要影响。

现场总线技术以其高速、可靠、布线简单，费用低廉等优点得到越来越广泛的应用，特别是在制造业自动化、过程控制自动化、电力、楼宇、铁路交通等方面[3]。

现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自具有了数字计算和数字通讯能力，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成网络系统，并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统[4]。

2 现场总线的简介现场总线（field bus）是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点的数字通信系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络[5,11]。

IEC 对现场总线的定义是：“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式，双向串行传输，多点通信的数据总线称为现场总线。

”[6]这种总线是用做现场控制系统的、直接与所有受控（设备）节点进行串行相连的通信网络[7]，按ISO 的OSI 标准提供网络服务，可靠性高，稳定性好。

它采用了三层网络结构——物理层，数据链路层和应用层[8]。

这种网络结构具有结构简单，执行协议直观，价格低廉等优点，同时性能又中国设计师网自控频道w w w ..z k .s h e j i s .c o m能令人满意[9]。

再说DCS和FCS区别
(1).开放性和可互操作性
开放性FCS将打破DCS大型厂家的垄断，给中小企业发展带来了平等竞争的机遇。

可互操作性实现控制产品的“即插即用”功能，从而使不同厂家的工控产品可以互换和替换。

(2).分散性
彻底的分散性意味着系统具有较高的可靠性和灵活性，系统很容易进行重组和扩建，且易于维护。

(3).低成本
衡量一套控制系统的总体成本，不仅考虑其造价，而且应该考察系统安装调试尤其是运行维护整个生命周期内总投入。

相对DCS而言，FCS开放的体系结构和OEM技术将大大缩短开发周期，降低开发成本，且彻底分散的分布式结构将1对1模拟信号传输方式变为1对N的数字信号传输方式，节省了模拟信号传输过程中大量的A/D、D/A转换装置，网络协议传输取代大量的信号线布线中的安装成本，可靠的性能降低了维护费用。

因此从总体上来看，FCS的成本大大低于DCS的成本。

从维护角度看，FCS以其协议统一、互相兼容、合理可靠方便生产;从成本角度，更是FCS取代DCS的理由。

来补充：
FCS的结构比 DCS简单，FCS系统中没有了控制器，其控制功能已有现场仪表及设备来实现。

二者的传输介质差别很大，DCS每个检测点需要1根传输4-20mA标准信号的导线，而 FCS 全部检测信号的传输仅需 1根传输数字信号的双绞线
FCS系统比 DCS系统更好地体现了“信息集中，控制分散”的思想
FCS可做到系统从上到下全开放；DCS只能做到操作站以上开放，而控制层不可能开放
由于结构上的改变，FCS比DCS更节约硬件设备，仪表精度得到极大的提高，控制周期大为缩短，改善了调节性能。

DCS 与FCS 在控制系统中的应用比较3殷　红(兰州交通大学,甘肃兰州　730070)摘　要:论述DCS 与FCS 的工作原理和不同特点,并讨论DCS 与FCS 在控制系统中的应用方案,通过对其优缺点的比较,辨证地肯定FCS 的发展前景。

关键词:DCS;FCS;控制系统中图分类号:T N919.6+5 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2006)05-0066-02Appli ca ti on com par i n g DCS w ith FCS i n con trol syste mYin Hong(L anzhou jiaotong university,L anzhou Gansu 730070,China )Abstract:This article intr oduces the difference in DCS and FCS,and discusses the app licati on cases of DCS and FCS in con 2tr ol syste m res pectively .V ia the analysis of their advantage and disadvantage,it is p r oved that the FCS has great devel opment potential based on the dialectical thinking .Key wards:DCS;FCS;contr ol syste m1　DCS 和FCS 性能概述与比较集散控制系统(DCS:Total D istributed Contr ol Syste m )是以微处理器为基础的集中分散型控制系统。

自20世纪70年代中期首次推出后,就一直占主导地位的控制系统框架。

它的主要特征是集中管理和分散控制相结合,与模拟电动仪表比较,具有连接方便、数据存储量大等优点;与计算机集中控制系统比较,它具有操作监督方便、危险分散、功能分散等优点。