PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异 点击:0 | 回复:37



杜学强

    
  • 精华:13帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:31帖 | 536回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:883
  • 注册:2001年6月09日
发表于:2004-03-26 07:44:00
楼主
PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异 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。 (6)大系统同DCS/TDCS,如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。 (7)PLC网络如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)主要用于工业过程中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。 (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。 (2)从上到下的树状拓扑大系统,其中通信(Communication)是关键。 (3)PID在中断站中,中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。 (4)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。 (5)模拟信号,A/D—D/A、带微处理器的混合。 (6)一台仪表一对线接到I/O,由控制站挂到局域网LAN。 (7)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。 (8)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。 (9)用于大规模的连续过程控制,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(美国)、Taylor(美)等。 2.3 FCS (1)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、PID与控制中心,取代每台仪器两根线。 (4)在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。 (5)多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。 (6)是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的。 (7)用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。 (8)由现场电脑操纵,还可挂到上位机,接同一总线的上一级计算机。 (9)局域网,再可与internet相通。 (10)改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。 (11)制造商:美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。 (12)3类FCS的典型 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,典型产品是FF、World FIP、Profibus—PA; 2)分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车,典型产品是Profibus—DP、CANbus; 3)多点控制如楼宇自动化,典型产品是LON Work、Profibus—FMS。 从上述基本要点的描述中,我们是否注意到一点,用于过程控制的三大系统,没有一个是针对电站而开发的,或者说,在他们开发的初期,都并非以电站做系统的首选控制对象。而在这些系统的使用说明中也绝不把电站做为首选适用范围,有的在适用范围中根本就不提电站。现在奇怪的是,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。 3.三大控制系统之间的差异 我们已经知道,FCS是由DCS与PLC发展而来,FCS不仅具备DCS与PLC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。下一节就仅以DCS与FCS进行比较。在前面的章节中,实际上已涉及到DCS与FCS的差异,下面将就体系结构、投资、设计、使用等方面进行叙述。 3.1 差异要点 ·DCS 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。 (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。 ·FCS 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 前面的章节已经叙述,一种类型的总线,只要其总线协议一经确定,相关的关键技术与有关的设备也就被确定。就其总线协议的基本原理而言,各类总线都是一样的,都以解决双向串行数字化通讯传输为基本依据。但由于各种原因,各类总线的总线协议存在很大的差异。 为了使现场总线满足可互操作性要求,使其成为真正的开放系统,在IEC国际标准,现场总线通讯协议模型的用户层中,就明确规定用户层具有装置描述功能。为了实现互操作,每个现场总线装置都用装置描述DD来描述。DD能够认为是装置的一个驱动器,它包括所有必要的参数描述和主站所需的操作步骤。由于DD包括描述装置通信所需的所有信息,并且与主站无关,所以可以使现场装置实现真正的互操作性。 实际情况是否如上述一致,回答是否定的。目前通过的现场总线国际标准含8种类型,而原IEO国际标准只是8种类型之一,与其它7种类型总线的地位是平等的。其它7种总线,不论其市场占有率有多少,每个总线协议都有一套软件、硬件的支撑。它们能够形成系统,形成产品,而原IEC现场总线国际标准,是一个既无软件支撑也无硬件支撑的空架子。所以,要实现这些总线的相互兼容和互操作,就目前状态而言,几乎是不可能的。 通过上述,我们是否可以得出这样一种映象:开放的现场总线控制系统的互操作性,就一个特定类型的现场总线而言,只要遵循该类型现场总线的总线协议,对其产品是开放的,并具有互操作性。换句话说,不论什么厂家的产品,也不一家是该现场总线公司的产品,只要遵循该总线的总线协议,产品之间是开放的,并具有互操作性,就可以组成总线网络。 (2)FCS系统的基础是数字智能现场装置 数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑,是基础,道理很简单,FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双



肖工

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:5帖 | 333回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:631
  • 注册:2003年8月10日
发表于:2004-03-26 09:40:00
1楼
上海硅岛自动化科技有限公司是一家以工厂自动化技术的开发与应用为主要业务的高科技公司,依托大上海的整体科技实力,本着科技为先、客户至上的经营理念,依市场需求为导向,竭诚为贵公司提供最优质的服务。 本公司主要服务业务内容如下: 1、承接各类国产、进口旧设备改造、成套机械的电气控制之系统设计配套; 2、承接各类变频器、PLC、触摸屏等工业电器的代理销售、维修; 3、承接设备的远程微机监控管理系统如汽车自动衡的数据采集管理系统等; 4、其它客户要求的服务如单片机系统开发等; 5、我公司自有品牌PLC及OP人机界面产品销售; 我们的业务范围函盖纺织、塑胶、电子、冶金、机械加工、电缆光缆、食品及包装等行业。 联系人:上海硅岛 肖先生 Mb:13511626955 Tel:051257701101 02158609350 autech@china.com http://www.controtek.com

惊涛拍岸

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:7帖 | 39回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:62
  • 注册:2004年3月26日
发表于:2004-03-29 08:50:00
2楼
文章很好,多多益善

一点

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:0帖 | 1回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:51
  • 注册:2003年2月24日
发表于:2004-03-29 11:50:00
3楼
很好

Jaguar

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:1帖 | 5回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:153
  • 注册:2004年3月19日
发表于:2004-03-29 15:58:00
4楼
此类文章我认为很好,深入浅出,内容通俗易懂,希望今后多登载这方面的技术论文,这样即可以 丰富论坛内容,又可以为广大技术人员提高对新技术的理解认识。

来吧

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:0帖 | 1回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:51
  • 注册:2004年2月11日
发表于:2004-03-30 21:19:00
5楼
是fsc吧?

gongkongedit

  • 精华:1099帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:14399帖 | 54471回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:579
  • 注册:2008年9月08日
发表于:2004-03-31 17:17:00
6楼
本人从事控制多年,承接各种电器控制。 电话:013962143243 传真:051267609683 E-mail:xmy@pure-ionics.com

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:0帖 | 4回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:4
  • 注册:2004年4月01日
发表于:2004-04-01 16:41:00
7楼
太深奥了啊

gongkongedit

  • 精华:1099帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:14399帖 | 54471回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:579
  • 注册:2008年9月08日
发表于:2004-04-04 16:53:00
8楼
本人所在公司就是用FF现场总线的FCS系统,是Fisher-Rosmount产家, 深深感受到FCS的优越性。

ZHSDAAA

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:0帖 | 2回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:2
  • 注册:2004年4月04日
发表于:2004-04-04 20:51:00
9楼
对于维护人员要来点儿实际的

工控自动化

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:0帖 | 1回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:90
  • 注册:2004年4月04日
发表于:2004-04-05 11:31:00
10楼
好像在哪里见过!

qe

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:1帖 | 10回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:49
  • 注册:2004年1月30日
发表于:2004-04-05 21:15:00
11楼
内容不错

wolf

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:1帖 | 5回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:138
  • 注册:2003年2月19日
发表于:2004-04-07 12:57:00
12楼
确实在哪里见过,谢谢

阿力1022

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:0帖 | 3回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:3
  • 注册:2004年4月08日
发表于:2004-04-08 20:48:00
13楼
很好 希望大家多发表这样的文章!!

rocks

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:0帖 | 18回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:71
  • 注册:2004年4月02日
发表于:2004-04-09 10:19:00
14楼
对于将要进入工控领域的新人,这样的知识很有用,谢谢

海浪花

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:1帖 | 4回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:0
  • 注册:1900年1月01日
发表于:2004-04-09 10:47:00
15楼
我公司专业从事工业自动化系统控制软件的开发、应用推广、自动化产品代理和系统集成、自动化控制系统工程成套、技术服务。公司为用户提供计算机控制系统(现场总线控制系统FCS、逻辑控制系统PLC、集散控制系统DCS等)、反应釜控制系统、精馏塔控制系统、仓储自动化系统、工厂生产调度监控管理系统、企业能源计量管理系统及工业自动化软件。业务涉及化工、机械、医药、电力、轻工、冶金、环保等重要工业领域,项目实施成功率为100%。 特别在反应釡控制领域有独特的技术优势 欢迎访问:http://www.zjhzlt.com 杭州蓝天自动化技术有限公司 电话:0571-88937851、0571-88937852 传真:0571-88937853

keener

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:0帖 | 2回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:2
  • 注册:2003年7月03日
发表于:2004-04-12 13:04:00
16楼
文章中对PLC的介绍并不全面。世界上研发第一台PLC的是MODICON公司,90年代由施耐德电气公司收购并加以发展。 目前PLC的发展远远不是我们心目中所认为的可编程逻辑控制器,它是具有模拟量处理、带有回路控制、CPU主频使用到PII的境界了,如:Schneider-electric的Quantum系列。而且还会继续向前发展。我认为随着PLC的的发展,它会向DCS靠拢,且成本会低于DCS。

木讷

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:0帖 | 1回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:1
  • 注册:2004年4月15日
发表于:2004-04-15 20:17:00
17楼
我是一个初学者,希望大家也发表一些基本的编程技术问题,如编程向导,本人愿结交一些这样的朋友. shxzq@163.com

工控人02

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:0帖 | 9回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:9
  • 注册:2004年3月07日
发表于:2004-04-18 16:00:00
18楼
内容很详细,谢谢

飞彩流星

  • 精华:0帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:2帖 | 10回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:16
  • 注册:2003年11月29日
发表于:2004-04-18 16:38:00
19楼
我是新人,文章很有用,谢谢

gongkongedit

  • 精华:1099帖
  • 求助:0帖
  • 帖子:14399帖 | 54471回
  • 年度积分:0
  • 历史总积分:579
  • 注册:2008年9月08日
发表于:2004-04-21 21:05:00
20楼
能不能说点事例,以便更深入了解

相关主题

官方公众号

智造工程师
首页 上一页 1 2 下一页 尾页