第五章 三大控制系統(tǒng)的關(guān)系

1、PLC、DCS、FCS的關(guān)系1.前言 上世紀(jì)九十年代走向?qū)嵱没默F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，正以迅猛的勢(shì)頭快速發(fā)展，是目前世界上最新型的控制系統(tǒng)?，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)，正受到國(guó)內(nèi)外自動(dòng)化設(shè)備制造商與用戶越來越強(qiáng)烈的關(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)域帶來又一次革命，其深度和廣度將超過歷史的任何一次，從而開創(chuàng)自動(dòng)化的新紀(jì)元。 在有些行業(yè)，F(xiàn)CS是由PLC發(fā)展而來的；而在另一些行業(yè)，F(xiàn)CS又是由DCS發(fā)展而來的，所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬縷的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的差異。2PLC、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)自動(dòng)控制（PA）或習(xí)慣稱之

2、謂工業(yè)過程控制中，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：2.1 PLC（1）從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運(yùn)送處理，是從下往上的。（2）連續(xù)PID控制等多功能，PID在中斷站中。（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，只要按說明書格式寫就行。（5）PLC網(wǎng)格既可作為獨(dú)立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)。 （6）大系統(tǒng)同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。（7）PLC網(wǎng)絡(luò)如

3、Siemens公司的SINECL1、SINECH1、S4、S5、S6、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSECNET、MELSECNET/MINI。（8）主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)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)。 （2）從上到下的樹狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)，其中通信（Communication）

4、是關(guān)鍵。 （3）PID在中斷站中，中斷站聯(lián)接計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表與控制裝置。 （4）是樹狀拓?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。 （5）模擬信號(hào)，A/DD/A、帶微處理器的混合。 （6）一臺(tái)儀表一對(duì)線接到I/O，由控制站掛到局域網(wǎng)LAN。 （7）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)。 （8）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。 （9）用于大規(guī)模的連續(xù)過程控制，如石化等。 （10）制造商：Bailey（美）、Westinghous（美）、HITACH（日）、LEEDS & NORTHR

5、MP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB （瑞士）、Hartmann & Braun（德）、Yokogawa（日）、Honewell（美國(guó)）、Taylor（美）等。2.3 FCS（1）基本任務(wù)是：本質(zhì)（本征）安全、危險(xiǎn)區(qū)域、易變過程、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、PID與控制中心，取代每臺(tái)儀器兩根線。 （4）在總線上PID與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。 （5）多變量、多節(jié)點(diǎn)、串行、數(shù)字通信系統(tǒng)取代單變量、單點(diǎn)、并行、模擬系統(tǒng)。 （6）是互聯(lián)的、雙向的、開放的

6、取代單向的、封閉的。 （7）用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。 （8）由現(xiàn)場(chǎng)電腦操縱，還可掛到上位機(jī)，接同一總線的上一級(jí)計(jì)算機(jī)。 （9）局域網(wǎng)，再可與internet相通。 （10）改變傳統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)入企業(yè)管理網(wǎng)。 （11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、歐 Siemens、 GECAlsthom 、Schneider、 procesData、 ABB等。 （12）3類FCS的典型 1）連續(xù)的工藝過程自動(dòng)控制如石油化

7、工，其中“本安防爆”技術(shù)是絕對(duì)重要的，典型產(chǎn)品是FF、World FIP、ProfibusPA； 2）分立的工藝動(dòng)作自動(dòng)控制如汽車制造機(jī)器人、汽車，典型產(chǎn)品是ProfibusDP、CANbus； 3）多點(diǎn)控制如樓宇自動(dòng)化，典型產(chǎn)品是LON Work、ProfibusFMS。3三大控制系統(tǒng)之間的差異 FCS是由DCS與PLC發(fā)展而來，F(xiàn)CS不僅具備DCS與PLC的特點(diǎn)，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS與新型的PLC，都有向?qū)Ψ娇繑n的趨勢(shì)。新型的DCS已有很強(qiáng)的順序控制功能；而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò)，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉。3

8、1 差異要點(diǎn) DCS DCS系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信。也可以說數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱。由于它的任務(wù)是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網(wǎng)絡(luò)，因此，數(shù)據(jù)公路自身的設(shè)計(jì)就決定了總體的靈活性和安全性。數(shù)據(jù)公路的媒體可以是：一對(duì)絞線、同軸電纜或光纖電纜。 通過數(shù)據(jù)公路的設(shè)計(jì)參數(shù)，基本上可以了解一個(gè)特定DCS系統(tǒng)的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)。 （1）系統(tǒng)能處理多少I/O信息。 （2）系統(tǒng)能處理多少與控制有關(guān)的控制回路的信息。 （3）能適應(yīng)多少用戶和裝置（CRT、控制站等）。 （4）傳輸數(shù)據(jù)的完整性是怎樣徹底檢查的。 （5）數(shù)據(jù)公路的最大允許長(zhǎng)度是多少。 （6）數(shù)據(jù)公路能支持多少支路。 （7）數(shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造

9、廠生產(chǎn)的硬件（可編程序控制器、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)記錄裝置等）。 為保證通信的完整，大部分DCS廠家都能提供冗余數(shù)據(jù)公路。 為了保證系統(tǒng)的安全性，使用了復(fù)雜的通信規(guī)約和檢錯(cuò)技術(shù)。所謂通信規(guī)約就是一組規(guī)則，用以保證所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被接收，并且被理解得和發(fā)送的數(shù)據(jù)一樣。 目前在DCS系統(tǒng)中一般使用兩類通信手段，即同步的和異步的，同步通信依靠一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收，異步網(wǎng)絡(luò)采用沒有時(shí)鐘的報(bào)告系統(tǒng)。 ?FCS FCS的關(guān)鍵要點(diǎn)有三點(diǎn) （1）FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標(biāo)準(zhǔn)前面的章節(jié)已經(jīng)敘述，一種類型的總線，只要其總線協(xié)議一經(jīng)確定，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)與有關(guān)的設(shè)備也就被確定。就其總線協(xié)議的基本原理而言，

10、各類總線都是一樣的，都以解決雙向串行數(shù)字化通訊傳輸為基本依據(jù)。但由于各種原因，各類總線的總線協(xié)議存在很大的差異。 為了使現(xiàn)場(chǎng)總線滿足可互操作性要求，使其成為真正的開放系統(tǒng)，在IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議模型的用戶層中，就明確規(guī)定用戶層具有裝置描述功能。為了實(shí)現(xiàn)互操作，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線裝置都用裝置描述DD來描述。DD能夠認(rèn)為是裝置的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，它包括所有必要的參數(shù)描述和主站所需的操作步驟。由于DD包括描述裝置通信所需的所有信息，并且與主站無關(guān)，所以可以使現(xiàn)場(chǎng)裝置實(shí)現(xiàn)真正的互操作性。 實(shí)際情況是否如上述一致，回答是否定的。目前通過的現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)含8種類型，而原IEO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)只是8種類型之一，與

11、其它7種類型總線的地位是平等的。其它7種總線，不論其市場(chǎng)占有率有多少，每個(gè)總線協(xié)議都有一套軟件、硬件的支撐。它們能夠形成系統(tǒng)，形成產(chǎn)品，而原IEC現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)既無軟件支撐也無硬件支撐的空架子。所以，要實(shí)現(xiàn)這些總線的相互兼容和互操作，就目前狀態(tài)而言，幾乎是不可能的。 通過上述，我們是否可以得出這樣一種映象：開放的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的互操作性，就一個(gè)特定類型的現(xiàn)場(chǎng)總線而言，只要遵循該類型現(xiàn)場(chǎng)總線的總線協(xié)議，對(duì)其產(chǎn)品是開放的，并具有互操作性。換句話說，不論什么廠家的產(chǎn)品，也不一家是該現(xiàn)場(chǎng)總線公司的產(chǎn)品，只要遵循該總線的總線協(xié)議，產(chǎn)品之間是開放的，并具有互操作性，就可以組成總線網(wǎng)絡(luò)。 (2)

12、FCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置 數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐，是基礎(chǔ)，道理很簡(jiǎn)單，F(xiàn)CS系統(tǒng)執(zhí)行的是自動(dòng)控制裝置與現(xiàn)場(chǎng)裝置之間的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。如果現(xiàn)場(chǎng)裝置不遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議，即相關(guān)的通訊規(guī)約，不具備數(shù)字通信功能，那么所謂雙向數(shù)字通信只是一句空話，也不能稱之為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。再一點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線的一大特點(diǎn)就是要增加現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)控制功能。如果現(xiàn)場(chǎng)裝置不是多功能智能化的產(chǎn)品，那么現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)也就不存在了，所謂簡(jiǎn)化系統(tǒng)、方便設(shè)計(jì)、利于維護(hù)等優(yōu)越性也是虛的。 (3) FCS系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化 對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)，無論是采用DCS還是采用現(xiàn)場(chǎng)總線，系統(tǒng)需要處理的信息

13、量至少是一樣多的。實(shí)際上，采用現(xiàn)場(chǎng)總線后，可以從現(xiàn)場(chǎng)得到更多的信息?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的信息量沒有減少，甚至增加了，而傳輸信息的線纜卻大大減少了。這就要求一方面要大大提高線纜傳輸信息的能力，另一方面要讓大量信息在現(xiàn)場(chǎng)就地完成處理，減少現(xiàn)場(chǎng)與控制機(jī)房之間的信息往返?？梢哉f現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)就是信息處理的現(xiàn)場(chǎng)化。 減少信息往返是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)組態(tài)的一條重要原則。減少信息往返常?？蓭砀纳葡到y(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的好處。因此，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先將相互間信息交換量大的節(jié)點(diǎn)，放在同一條支路里。 減少信息往返與減少系統(tǒng)的線纜有時(shí)會(huì)相互矛盾。這時(shí)仍應(yīng)以節(jié)省投資為原則來做選擇。如果所選擇系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間允許的話，應(yīng)選節(jié)省線纜的方案。如

14、所選系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間比較緊張，稍微減少一點(diǎn)信息的傳輸就夠用了，那就應(yīng)選減少信息傳輸?shù)姆桨浮?現(xiàn)在一些帶現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)儀表本身裝了許多功能塊，雖然不同產(chǎn)品同種功能塊在性能上會(huì)稍有差別，但一個(gè)網(wǎng)絡(luò)支路上有許多功能雷同功能塊的情況是客觀存在的。選用哪一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表上的功能塊，是系統(tǒng)組態(tài)要解決的問題。 考慮這個(gè)問題的原則是：盡量減少總線上的信息往返。一般可以選擇與該功能有關(guān)的信息輸出最多的那臺(tái)儀表上的功能塊。32 典型系統(tǒng)比較 通過使用現(xiàn)場(chǎng)總線，用戶可以大量減少現(xiàn)場(chǎng)接線，用單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表可實(shí)現(xiàn)多變量通信，不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以完全互操作，增加現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)的控制功能，系統(tǒng)集成大大簡(jiǎn)化，并且維護(hù)十分簡(jiǎn)便。傳統(tǒng)的

15、過程控制儀表系統(tǒng)每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置到控制室都需使用一對(duì)專用的雙絞線，以傳送420mA信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置到接線盒的雙絞線仍然可以使用，但是從現(xiàn)場(chǎng)接線盒到中央控制室僅用一根雙絞線完成數(shù)字通信。 通過采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，到底能節(jié)省多少電纜，編者尚未做此計(jì)算。但是，我們不可以采用DCS系統(tǒng)的電廠中與自動(dòng)控制系統(tǒng)有關(guān)的所用電纜公里數(shù)看出，電纜在基建投資中所占份額。 某電廠，2300MW燃煤機(jī)組。熱力系統(tǒng)為單元制。每臺(tái)機(jī)組設(shè)置一座集中控制樓，采用機(jī)、爐、電單元集中控制方式。單元控制室的標(biāo)高為12.6米，與運(yùn)行層標(biāo)高一致。DCS采用WDPF，每臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)的I/O點(diǎn)為4500點(diǎn)。 電纜敷設(shè)采用EC

16、軟件，8個(gè)人用1.5個(gè)月時(shí)間完成電纜敷設(shè)的設(shè)計(jì)任務(wù)；主廠房?jī)?nèi)每臺(tái)300MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜根數(shù)為4038根；主廠房?jī)?nèi)每臺(tái)300MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜長(zhǎng)度為350公里；以上電纜的根數(shù)及長(zhǎng)度均不包括全廠火災(zāi)報(bào)警的廠供電纜和全廠各輔助生產(chǎn)車間的電纜；電纜橋架的立柱、橋架及小槽盒全部選用鋼制鍍鋅，每臺(tái)機(jī)組約95噸。其它電纜橋架包括直通、彎通、三通、四通、蓋板、終端封頭、調(diào)寬片、直接片等選用鋁合金材質(zhì)，每臺(tái)300MW機(jī)組約為55噸。附件隨橋架提供（如螺栓、螺母）。 某電廠，4235MW燃油燃?xì)怆娬?。熱力系統(tǒng)為單元制。DCS采用TELEPERM-XP。每臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)為5804點(diǎn)。 電纜敷設(shè)采

17、用EC軟件，12個(gè)人用2.5個(gè)月時(shí)間完成電纜敷設(shè)的設(shè)計(jì)任務(wù)；主廠房?jī)?nèi)每臺(tái)325MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜根數(shù)為4413根；主廠房?jī)?nèi)每臺(tái)235MW機(jī)組自動(dòng)化專業(yè)的電纜長(zhǎng)度為360公里；每臺(tái)機(jī)組全部選用鋼制鍍鋅電纜橋架，其重量約為200噸。電站的電纜可以分為六大類：高壓電力電纜、低壓電力電纜、控制電纜、熱控電纜、弱電電纜（主要指計(jì)算機(jī)用電纜）、其它電纜。若兩臺(tái)300MW機(jī)組同時(shí)做電纜敷設(shè)，自動(dòng)化專業(yè)電纜的數(shù)量大約有8500根左右。其中熱控電纜和弱電電纜將大于5000根，即約占60%左右（以根數(shù)計(jì)量）。 3.3 設(shè)計(jì)、投資及使用 上述的比較是偏重于純技術(shù)性的比較，以下比較擬加入經(jīng)濟(jì)因素。 比較的前題是

18、DCS系統(tǒng)與典型的、理想的FCS系統(tǒng)進(jìn)行比較。為什么要做如此的假設(shè)。做為DCS系統(tǒng)發(fā)展到今天，開發(fā)初期提出的技術(shù)要求卻已滿足并得到了完善，目前的狀況是進(jìn)一步提高，因此也就不存在典型、理想的說法。而作為FCS系統(tǒng)，90年代剛進(jìn)入實(shí)用化，作為開發(fā)初期的技術(shù)要求：兼容開放，雙向數(shù)字通信、數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置、高速總線等，目前還不理想有待完善。這種狀態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定不能說沒有關(guān)系。過去的十多年，各總線組織都忙于制定標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)產(chǎn)品，占領(lǐng)更多的市場(chǎng)，目的就是要擠身于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，合法的占領(lǐng)更大的市場(chǎng)?，F(xiàn)在有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的爭(zhēng)戰(zhàn)已告一段落，各大公司組織都已意識(shí)到，要真正占領(lǐng)市場(chǎng)，就得完善系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品。我們可

19、以做這樣的預(yù)測(cè)，不久的將來，完善的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品必須成為世界現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主流。 具體比較： （1）DCS系統(tǒng)是個(gè)大系統(tǒng)，其控制器功能強(qiáng)而且在系統(tǒng)中的作用十分重要，數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵，所以，必須整體投資一步到位，事后的擴(kuò)容難度較大。而FCS功能下放較徹底，信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對(duì)減弱。因此，F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點(diǎn)低，可以邊用、邊擴(kuò)、邊投運(yùn)。 （2）DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng)，用戶可以選擇不同廠商、不同品牌的各種設(shè)備連入現(xiàn)場(chǎng)總線，達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。 （3）DCS系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號(hào)形成

20、的，必須有D/A與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)是全數(shù)字化，就免去了D/A與A/D變換，高集成化高性能，使精度可以從0.5%提高到0.1%。 （4）FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入變送器或執(zhí)行器中，縮短了控制周期，目前可以從DCS的每秒25次，提高到FCS的每秒1020次，從而改善調(diào)節(jié)性能。 （5）DCS它可以控制和監(jiān)視工藝全過程，對(duì)自身進(jìn)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。但是，由于自身的致命弱點(diǎn)，其I/O信號(hào)采用傳統(tǒng)的模擬量信號(hào)，因此，它無法在DCS工程師站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表（含變送器、執(zhí)行器等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS采用全數(shù)字化技術(shù)，數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置發(fā)送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢

21、測(cè)信息差錯(cuò)的功能。FCS采用的是雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。因此，它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置（含變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS的這點(diǎn)優(yōu)越性是DCS無法比擬的。 （6）FCS由于信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，與DCS相比可以省去相當(dāng)數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同時(shí)也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積。有專家認(rèn)為可以省去60%。 （7）與（6）同樣理由，F(xiàn)CS可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等，同時(shí)也節(jié)省了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)用。有專家認(rèn)為可以節(jié)省66%。對(duì)于（6）、（7）兩點(diǎn)應(yīng)補(bǔ)充說明的是，采用FCS系統(tǒng)，節(jié)省投資的效果是不用懷疑的，但是否如有的專家所

22、說達(dá)6066%。這些數(shù)字在多篇文章中出現(xiàn)，編者認(rèn)為這是相互轉(zhuǎn)摘的結(jié)果，目前還未找到這些數(shù)字的原始出處，因此，讀者在引用這些數(shù)字時(shí)要慎重。 （8）FCS相對(duì)于DCS組態(tài)簡(jiǎn)單，由于結(jié)構(gòu)、性能標(biāo)準(zhǔn)化，便于安裝、運(yùn)行、維護(hù)。 （9）用于過程控制的FCS設(shè)計(jì)開發(fā)要點(diǎn)。這一點(diǎn)并不作為與DCS的比較，只是說明用于過程控制或者說用于模擬連續(xù)過程類的FCS在設(shè)計(jì)開發(fā)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。 1）要求總線本安防爆功能，而且是頭等重要的。 2）基本監(jiān)控如流量、料位、溫度、壓力等的變化是緩慢的，而且還有滯后效應(yīng)，因此，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控并不需要快電子學(xué)的響應(yīng)時(shí)間，但要求有復(fù)雜的模擬量處理能力。這一物理特征決定了系統(tǒng)基本上多采用主一

23、從之間的集中輪詢制，這在技術(shù)上是合理的，在經(jīng)濟(jì)上是有利的。 3）流量、料位、溫度、壓力等參數(shù)的測(cè)量，其物理原理是古典的，但傳感器、變送器及控制器應(yīng)向數(shù)字智能化發(fā)展。 4）作為針對(duì)連續(xù)過程類及其儀器儀表而開發(fā)的FCS，應(yīng)側(cè)重于低速總線H1的設(shè)計(jì)完善。4PLC與DCS的前景 我們已經(jīng)知道有的FCS是由PLC發(fā)展而來，而有的FCS是由DCS發(fā)展而來，那么，今天FCS已走向?qū)嵱没?，PLC與DCS前景又將如何。 PLC于60年代末期在美國(guó)首先出現(xiàn)，目的是用來取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性程序控制系統(tǒng)。1976年正式命名，并給予定義：PLC是一種數(shù)字控制專用電子計(jì)算機(jī)，它使用了可

24、編程序存儲(chǔ)器儲(chǔ)存指令，執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過模擬和數(shù)字輸入、輸出等組件，控制各種機(jī)械或工作程序。經(jīng)過30多年的發(fā)展，PLC已十分成熟與完善，并開發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能。PLC在FCS系統(tǒng)中的地位似乎已被確定并無多少爭(zhēng)論。IEC推薦的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。PLC作為一個(gè)站掛在高速總線上。充分發(fā)揮PLC在處理開關(guān)量方面的優(yōu)勢(shì)。另外，火力發(fā)電廠輔助車間，例如補(bǔ)給水處理車間、循環(huán)水車間、除灰除渣車間、輸煤車間等，在這些車間的工藝過程多以順序控制為主。PLC對(duì)于順序控制有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。編者以為，輔助車間的控制系統(tǒng)應(yīng)以遵循現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議的PLC或能與FCS進(jìn)行通訊交換信息

25、的PLC為優(yōu)選對(duì)象。 自1973年提出第一臺(tái)以微處理器為基礎(chǔ)的控制器以來，它逐步完善，并最終形成功能齊全、安全可靠的數(shù)字式分散控制系統(tǒng)DCS。它的性能大大優(yōu)于以住任何一種控制系統(tǒng)?？梢詽M足火電廠DAS、MCS、SCS和APS各系統(tǒng)的各種要求，目前還可以通過工業(yè)以太網(wǎng)建立管理層網(wǎng)絡(luò)，以滿足火電廠呼聲越來越高的加強(qiáng)管理的要求?？梢赃@樣說，DCS系統(tǒng)的監(jiān)控可以復(fù)蓋大型火電機(jī)組的工藝全過程。 但是，自從有了FCS，并于90年代走向?qū)嵱没詠恚粩嘤腥缦抡擖c(diǎn)在公開刊物上發(fā)表，即：“從現(xiàn)在起，新的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS將逐步取代傳統(tǒng)的DCS”；“當(dāng)調(diào)節(jié)功能下放到現(xiàn)場(chǎng)去以后，傳統(tǒng)的DCS就沒有存在的必要而會(huì)自動(dòng)消失”；“今后十年，傳統(tǒng)的420mA模擬信號(hào)制將逐步被雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制所取代，模擬與數(shù)字的分散型控制系統(tǒng)DCS將更新?lián)Q代為全數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS”。這些論點(diǎn)歸納為一句話：FCS將取代DCS，DCS從此