集散控制系统22现场总线控制系统FCS
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PL
C、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PL
C、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PL
C、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PL
C、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.PL
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C、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PL
C、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。
DCS、FCS两大控制系统比较1 引言
过程控制以计算机控制作为主流。近年来,计算机技术的飞速发展正迅速改变着工业自动化的现状,传统的生产过程计算机控制系统已仅仅是一个狭义的概念,现代计算机控制系统的含义已被大大扩展 ,它不仅包含我们最熟悉的各种自动控制系统、各种顺序逻辑控制系统、各种自动批处理控制系统及联锁保护系统,还包括了各生产工段和各生产车间的优化调度系统,以及整个企业的决策系统和管理系统。本文重点分析作为现代工业顺序逻辑控制的可编程逻辑控制PLC、现代工业主流的集散型控制系统(DCS)和未来工业主流的现场总线控制系统(FCS)及其相互关系。
2 DCS、FCS控制系统的基本要点
目前,在连续型流程生产自动控制(PA)或习惯称之为工业过程控制中,有两大控制系统,即DCS和FCS。它们的各自基本要点如下:
2.1 DCS或TDCS
(1)分散控制系统DCS与集散控制系统是集通讯、计算、控制、显示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在中继站中,中继站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。
(4) 模拟信号A/D-D/A带微处理的混合。
(5) 一台仪表一对线接到I/O,由控制站挂到局域网LAN。
(6) DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场控制站)的三级结构。
(7) 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。
(8) 用于大规模的连续过程控制,如石化等。
(9) 制造商:Bailey(美)、Westinghouse(美)、HITACH(日)、LEEDS&NORTHRMP(美)、Siemens(德)、Foxboro(美)、ABB(瑞士)
PCS FCS DCS PLC的区别
关键词:FCS(现场总线控制系统)DCS(集散控制系统/分布式控制系统/distributed control system)PCS(过程控制系统)PLC(可编程逻辑控制器)
1. 概述
PLC、 DCS、FCS是工业控制过程中的三大控制系统。
1.1 DCS
由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路,同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统 。分布式控制系统采用微处理机分别控制各个回路,而用中小型工业控制计算机或高性能的微处理机实施上一级的控制 。各回路之间和上下级之间通过高速数据通道交换信息。分布式控制系统具有数据获取、直接数字控制、人机交互以及监控和管理等功能。分布式控制系统是在计算机监督控制系统、直接数字控制系统和计算机多级控制系统的基础上发展起来的,是生产过程的一种比较完善的控制与管理系统。在分布式控制系统中,按地区把微处理机安装在测量装置与控制执行机构附近,将控制功能尽可能分散,管理功能相对集中 。这种分散化的控制方式能改善控制的可靠性,不会由于计算机的故障而使整个系统失去控制。当管理级发生故障时,过程控制级(控制回路)仍具有独立控制能力,个别控制回路发生故障时也不致影响全局。与计算机多级控制系统相比 ,分布式控制系统在结构上更加灵活、布局更为合理和成本更低。
分散型控制系统(DCS)是以微处理机为基础,以危险分散控制,操作和管理集中为特性,集先进的计算机技术、通讯技术、CRT技术和控制技术即4C技术于一体的新型控制系统。随着现代计算机和通讯网络技术的高速发展,DCS正向着多元化、网络化、开放化、集成管理方向发展,使得不同型号的DCS可以互连,进行数据交换,并可通过以太网将DCS系统和工厂管理网相连,实现实时数据上网,成为过程工业自动控制的主流。
DCS的构成方式十分灵活,可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成,也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。
FCS
摘要
FCS(Fidlebus Control System)即现场总线控制系统,它是用现场总线这一开放的、具有互操作性的网络将现场各个控制器和仪表及仪表设备互联,构成现场总线控制系统,同时控制功能彻底下放到现场,降低了安装成本和维修费用。因此,FCS实质上是一种开放的、具有互操作性的、彻底分散的分布式控制系统,有望成为21世纪控制系统的主流产品。
基本介绍
FCS的前身是DCS与PLC,FCS不仅具备两者的特点,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。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。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。所谓通信规约就是一组规则,用以保证所传输的数据被接收,并且被理解得和发送的数据一样。目前在DCS系统中一般使用两类通信手段,即同步的和异步的,同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收,异步网络采用没有时钟的报告系统。
关键要点
FCS的关键要点有三点:
1、FCS系统的核心是总线协议,即总线标准
2、FCS系统的基础是数字智能现场装置
3、FCS系统的本质是信息处理现场化
实现方式
通过使用现场总线,用户可以大量减少现场接线,用单个现场仪表可实现多变量通信,不同制造厂生产的装置间可以完全互操作,增加现场一级的控制功能,系统集成大大简化,并且维护十分简便。传统的过程控制仪表系统每个现场装置到控制室都需使用一对专用的双绞线,以传送4~20mA信号,现场总线系统中,每个现场装置到接线盒的双绞线仍然可以使用,但是从现场接线盒到中央控制室仅用一根双绞线完成数字通信。