PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点

plc、dcs、fcs三大控制系统的特点
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)
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。
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:
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 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。
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

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