計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，一種世界上最新型的控制系統(tǒng)即現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System，F(xiàn)CS)在上世紀(jì)九十年代走向?qū)嵱没⒄匝该偷膭?shì)頭快速發(fā)展�，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是目前自動(dòng)化技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn)，正越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外自動(dòng)化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注�，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，將給自動(dòng)化領(lǐng)域在過(guò)程控制系統(tǒng)上帶來(lái)又一次革命，其深度和廣度將超過(guò)歷史的任何一次，從而開(kāi)創(chuàng)自動(dòng)化的新紀(jì)元。
FCS可以說(shuō)是第五代過(guò)程控制系統(tǒng)，是由PLC(Programmable Controller)或DCS(Distributed Control System)發(fā)展而來(lái)的。FCS與PLC及DCS之間有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的差異。本文針對(duì)PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、性能和差異作一分析。
PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)
目前，在連續(xù)型流程生產(chǎn)工業(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：
1. PLC
(1)從開(kāi)關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運(yùn)算處理，是從下往上的。
(2)邏輯控制、定時(shí)控制、 計(jì)數(shù)控制、 步進(jìn)(順序)控制、連續(xù)PID控制、 數(shù)據(jù)控制――PLC具有數(shù)據(jù)處理能力、通信和聯(lián)網(wǎng)等多功能。
(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)作主站方便之處是：有用戶編程時(shí)，不必知道通信協(xié)議，只要按說(shuō)明書(shū)格式寫(xiě)就行。
(5)PLC網(wǎng)絡(luò)既可作為獨(dú)立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)。
(6)主要用于工業(yè)過(guò)程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。
2. DCS
(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)，是第四代過(guò)程控制系統(tǒng)。既有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制算式先進(jìn)、精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又有儀表控制系統(tǒng)安全可靠、維護(hù)方便的要求。
(2)從上到下的樹(shù)狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)，其中通信(Communication)是關(guān)鍵。
(3)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。
(4)模擬信號(hào)，A/D—D/A、帶微處理器的混合。是由幾臺(tái)計(jì)算機(jī)和一些智能儀表智能部件組成，并逐漸地以數(shù)字信號(hào)來(lái)取代模擬信號(hào)。
(5)一臺(tái)儀表一對(duì)線接到I/O，由控制站掛到局域網(wǎng)LAN。
(6)DCS是控制(工程師站)、操作(操作員站)、現(xiàn)場(chǎng)儀表(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站)的3級(jí)結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作，大DCS系統(tǒng)是各家不同的。
(7)用于大規(guī)模的連續(xù)過(guò)程控制，如石化、大型電廠機(jī)組的集中控制等。
3. FCS
(1)FCS是第五代過(guò)程控制系統(tǒng)，它是21世紀(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的方向。是3C技術(shù)(Communication，Computer， Control)的融合�；救蝿�(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，取代每臺(tái)儀表的兩根線。“現(xiàn)場(chǎng)控制”取代“分散控制”;數(shù)據(jù)的傳輸采用“總線”方式。
(4)從控制室到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的雙向數(shù)字通信總線，是互聯(lián)的、雙向的、串行多節(jié)點(diǎn)、開(kāi)放的數(shù)字通信系統(tǒng)取代單向的、單點(diǎn)、并行、封閉的模擬系統(tǒng)。
(5)用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。
(6)把微機(jī)處理器轉(zhuǎn)入現(xiàn)場(chǎng)自控設(shè)備，使設(shè)備具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，信號(hào)傳輸精度高，遠(yuǎn)程傳輸。實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸全數(shù)字化、控制功能分散、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一全開(kāi)放。
(7)可上局域網(wǎng)，再可與internet相通。既是通信網(wǎng)絡(luò)，又是控制網(wǎng)絡(luò)。
(8)3類FCS的典型應(yīng)用：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;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);3)多點(diǎn)控制如樓宇自動(dòng)化。
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。
