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PLC、DCS、FCS控制系统的区别到底是什么? 发布时间:2020-12-30 14:06

       FCS与PLC及DCS之间有千丝万缕的联系,又存在着本质的差异。
       本文针对PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点、性能和差异作一分析。
       今天青岛PLC控制系统的小编就带大家来看一下PLC控制系统PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点
       目前,在连续型流程生产工业过程控制中,有三大控制系统,即PLC、DCS和FCS。它们各自的基本特点如下:
       一、 PLC控制系统
       1、从开关量控制发展到顺序控制、运算处理,是从下往上的;
       2、逻辑控制、定时控制、 计数控制、 步进(顺序)控制、连续PID控制、 数据控制――PLC具有数据处理能力、 通信和联网等多功能;
       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网络既可作为独 立DCS/TDCS,也可作为DCS/TDCS的子系统;
       6、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。
       二、 DCS控制系统
       (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,是第四代过程控制系统。既有计算机控制系统控制算式先进、精度高、响应速度快的优点,又有仪表控制系统安全可靠、维护方便的要求;
       (2)从上到下的树状拓扑大系统,其中通信(Communication)是关键;
       (3)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;
       (4)模拟信号,A/D—D/A、带微处理器的混合。是由几台计算机和一些智能仪表智能部件组成,并逐渐地以数字信号来取代模拟信号。
       (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(现场测控站)的3级结构。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;
       (7)用于大规模的连续过程控制,如石化、大型电厂机组的集中控制等。
       三、 FCS控制系统
       (1)FCS是第五代过程控制系统,它是21世纪自动化控制系统的方向。是3C技术(Communication,Computer, Control)的融合。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,取代每台仪表的两根线。“现场控制”取代“分散控制”;数据的传输采用“总线”方式;
       (4)从控制室到现场设备的双向数字通信总线,是互联的、双向的、串行多节点、开放的数字通信系统取代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统;
       (5)用分散的虚拟控制站取代集中的控制站;
       (6)把微机处理器转入现场自控设备,使设备具有数字计算和数字通信能力,信号传输精度高,远程传输。实现信号传输全数字化、控制功能分散、标准统一全开放;
       (7)可上局域网,再可与internet相通。既是通信网络,又是控制网络;
       (8)3类FCS的典型应用: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;2)分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车;3)多点控制如楼宇自动化。
       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
       PLC系统与DCS系统的结构差异不大,只是在功能的着重点上的不同,DCS着重于闭环控制及数据处理。PLC着重于逻辑控制及开关量的控制,也可实现模拟量控制。
       DCS或PLC系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS及PLC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。
 
青岛DCS控制系统
 
       DCS的特点是:
       (1)控制功能强。可实现复杂的控制规律,如串级、前馈、解耦、自适应、最优和非线性控制等。也可实现顺序控制。
       (2)系统可靠性高。
       (3)采用CRT操作站有良好的人机界面。
       (4)软硬件采用模块化积木式结构。
       (5)系统容易开发。
       (6)用组态软件,编程简单,操作方便。
       (7)有良好的性价比。
       通过数据公路的设计参数,基本上可以了解一个特定DCS或PLC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或PLC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接收与发送。
       目前在DCS和PLC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。
       FCS具有(1)很好的开放性、互操作性和互换性。(2)全数字通信。(3)智能化与功能自治性。(4)高度分散性。(5)很强的适用性。
       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。
       采用双绞线、光缆或无线电方式传输数字信号,减少大量导线,提高了可靠性和抗干扰能力。FCS从传感器、变送器到调节器一直是数字信号,这就使我们很容易地处理更复杂、更精 确的信号,同时数字通信的差错功能可检出传输中的误码。
       FCS可以将PID控制彻底分散到现场设备(Field Device)中。基于现场总线的FCS又是全分散、全数字化、全开放和可互操作的新一代生产过程自动化系统,它将取代现场一对一的4~20mA模拟信号线,给传统的工业自动化控制系统体系结构带来革 命性的变化。
 

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