上世纪九十年月走向实用化的现场总线控制系统，正以迅猛的势头快速生长，是现在世界上最新型的控制系统。现场总线控制系统是现在自动化技术中的一个热点，正受到海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泛起，将给自动化领域带来又一次革命，其深度和广度将凌驾历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。在有些行业，FCS是由PLC生长而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS生长而来的，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。
本文就PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异逐一分析，指出它们之间的渊源及生长偏向。PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点现在，在一连型流程生产自动控制（PA）或习惯称之为工业历程控制中，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）从开关量控制生长到顺序控制、运送处置惩罚，是从下往上的。（2）一连PID控制等多功效，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，组成PLC网络。这比用PC机作主站利便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书花样写就行。
（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）主要用于工业历程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功效。
（9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。2.2 DCS或TDCS（1）疏散控制系统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，中断站联接盘算机与现场仪器仪表与控制装置。
（4）是树状拓扑和并行一连的链路结构，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、带微处置惩罚器的混淆。（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，各公司产物不能交换，不能互操作，DCS系统是各家差别的。（9）用于大规模的一连历程控制，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）宁静、危险区域、易变历程、难于敷衍的很是情况。（2）全数字化、智能、多功效取代模拟式多功效仪器、仪表、控制装置。
（3）用两根线联接疏散的现场仪表、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、关闭的。
（7）用疏散的虚拟控制站取代集中的控制站。（8）由现场电脑利用，还可挂到上位机，接同一总线的上一级盘算机。（9）局域网，再可与internet相通。
（10）改变传统的信号尺度、通信尺度和系统尺度入企业治理网。（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）一连的工艺历程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是绝对重要的，典型产物是FF、World FIP、Profibus—PA；2）分立的工艺行动自动控制如汽车制造机械人、汽车，典型产物是Profibus—DP、CANbus；3）多点控制如楼宇自动化，典型产物是LON Work、Profibus—FMS.从上述基本要点的形貌中，我们是否注意到一点，用于历程控制的三大系统，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工具。而在这些系统的使用说明中也绝不把电站作为首选适用规模，有的在适用规模中基础就不提电站。
现在奇怪的是，这三大控制系统，尤其是DCS、PLC，都在电站获得了广泛应用，而且效果也很是好。三大控制系统之间的差异我们已经知道，FCS是由DCS与PLC生长而来，FCS不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。
而现在，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效；而新型的PLC，在处置惩罚闭环控制方面也不差，而且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用规模，已有很大的交织。
下一节就仅以DCS与FCS举行比力。在前面的章节中，实际上已涉及到DCS与FCS的差异，下面迁就体系结构、投资、设计、使用等方面举行叙述。3.1 差异要点DCSDCS系统的关键是通信。
也可以说数据公路是疏散控制系统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议了总体的灵活性和宁静性。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，基本上可以相识一个特定DCS系统的相对优点与弱点。为保证通信的完整，大部门DCS厂家都能提供冗余数据公路。为了保证系统的宁静性，使用了庞大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吸收，而且被明白得和发送的数据一样。
现在在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治数据的传输和吸收，异步网络接纳没有时钟的陈诉系统……FCS FCS的关键要点有三点：（1）FCS系统的焦点是总线协议，即总线尺度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，各种总线都是一样的，都以解决双向串行数字化通讯传输为基本依据。但由于种种原因，各种总线的总线协议存在很大的差异。为了使现场总线满足客户操作性要求，使其成为真正的开放系统，在IEC国际尺度，现场总线通讯协议模型的用户层中，就明确划定用户层具有装置形貌功效。
为了实现互操作，每个现场总线装置都用装置形貌DD来形貌。DD能够认为是装置的一个驱动器，它包罗所有须要的参数形貌和主站所需的操作步骤。由于DD包罗形貌装置通信所需的所有信息，而且与主站无关，所以可以使现场装置实现真正的互操作性。
准含8种类型，而原IEO国际尺度只是8种类型之一，与其它7种类型总线的职位是平等的。其它7种总线，岂论其市场占有率有几多，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，形成产物，而原IEC现场总线国际尺度，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，就现在状态而言，险些是不行能的。通过上述，我们是否可以得出这样一种印象：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，对其产物是开放的，并具有互操作性。
换句话说，岂论什么厂家的产物，也纷歧定是该现场总线公司的产物，只要遵循该总线的总线协议，产物之间是开放的，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，原理很简朴，FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号制。如果现场装置不遵循统一的总线协议，即相关的通讯规约，不具备数字通信功效，那么所谓双向数字通信只是一句空话，也不能称之为现场总线控制系统。再一点，现场总线的一大特点就是要增加现场一级控制功效。
如果现场装置不是多功效智能化的产物，那么现场总线控制系统的特点也就不存在了，所谓简化系统、利便设计、利于维护等优越性也是虚的。（3）FCS系统的本质是信息处置惩罚现场化对于一个控制系统，无论是接纳DCS还是接纳现场总线，系统需要处置惩罚的信息量至少是一样多的。实际上，接纳现场总线后，可以从现场获得更多的信息。
现场总线系统的信息量没有淘汰，甚至增加了，而传输信息的线缆却大大淘汰了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力，另一方面要让大量信息在现场就地完成处置惩罚，淘汰现场与控制机房之间的信息往返。可以说现场总线的本质就是信息处置惩罚的现场化。
淘汰信息往返是网络设计和系统组态的一条重要原则。淘汰信息往返经常可带来改善系统响应时间的利益。因此，网络设计时应优先将相互间信息交流量大的节点，放在同一条支路里。
淘汰信息往返与淘汰系统的线缆有时会相互矛盾。这时仍应以节约投资为原则来做选择。如果所选择系统的响应时间允许的话，应选节约线缆的方案。
如所选系统的响应时间比力紧张，稍微淘汰一点信息的传输就够用了，那就应选淘汰信息传输的方案。现在一些带现场总线的现场仪表自己装了许多功效块，虽然差别产物同种功效块在性能上会稍有差异，但一个网络支路上有许多功效类似功效块的情况是客观存在的。选用哪一个现场仪表上的功效块，是系统组态要解决的问题。
思量这个问题的原则是：只管淘汰总线上的信息往返。一般可以选择与该功效有关的信息输出最多的那台仪表上的功效块。3.2 典型系统比力通过使用现场总线，用户可以大量淘汰现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，差别制造厂生产的装置间可以完全互操作，增加现场一级的控制功效，系统集成大大简化，而且维护十分轻便。
传统的历程控制仪表系统每个现场装置到控制室都需使用一对专用的双绞线，以传送4~20mA信号；现场总线系统中，每个现场装置到接线盒的双绞线仍然可以使用，可是从现场接线盒到中央控制室仅用一根双绞线完成数字通信。通过接纳现场总线控制系统，到底能节约几多电缆，编者尚未做此盘算。可是，我们从接纳DCS系统的电厂中与自动控制系统有关的所用电缆公里数看出，电缆在基建投资中所占份额。
某电厂，2×300MW燃煤机组。热力系统为单元制。
每台机组设置一座集中控制楼，接纳机、炉、电单元集中控制方式。单元控制室的标高为12.6米，与运行层标高一致。DCS接纳WDPF—Ⅱ，每台机组设计的I/O点为4500点。
电缆敷设接纳EC软件，8小我私家用1.5个月时间完成电缆敷设的设计任务；主厂房内每台300MW机组自动化专业的电缆根数为4038根；主厂房内每台300MW机组自动化专业的电缆长度为350公里；以上电缆的根数及长度均不包罗全厂火灾报警的厂供电缆和全厂各辅助生产车间的电缆；电缆桥架的立柱、桥架及小槽盒全部选用钢制镀锌，每台机组约95吨。其它电缆桥架包罗直通、弯通、三通、四通、盖板、终端封头、调宽片、直接片等选用铝合金材质，每台300MW机组约为55吨。
附件随桥架提供（如螺栓、螺母）。某电厂，4×MW燃油燃气电站。
热力系统为单元制。DCS接纳TELEPERM-XP.每台机组设计I/O点数为5804点。电缆敷设接纳EC软件，12小我私家用2.5个月时间完成电缆敷设的设计任务；主厂房内每台325MW机组自动化专业的电缆根数为4413根；主厂房内每台235MW机组自动化专业的电缆长度为360公里；每台机组全部选用钢制镀锌电缆桥架，其重量约为200吨。电站的电缆可以分为六大类：高压电力电缆、低压电力电缆、控制电缆、热控电缆、弱电电缆（主要指盘算机用电缆）、其它电缆。
若两台300MW机组同时做电缆敷设，自动化专业电缆的数量约莫有8500根左右。其中热控电缆和弱电电缆将大于5000根，即约占60%左右（以根数计量）。3.3 设计、投资及使用上述的比力是偏重于纯技术性的比力，以下比力拟加入经济因素。
比力的前提是DCS系统与典型的、理想的FCS系统举行比力。为什么要做如此的假设。作为DCS系统生长到今天，开发初期提出的技术要求却已满足并获得了完善，现在的状况是进一步提高，因此也就不存在典型、理想的说法。
而作为FCS系统，90年月刚进入实用化，作为开发初期的技术要求：兼容开放，双向数字通信、数字智能现场装置、高速总线等，现在还不理想有待完善。这种状态与现场总线国际尺度的制定不能说没有关系。
已往的十多年，各总线组织都忙于制定尺度，开发产物，占领更多的市场，目的就是要挤身于国际尺度，正当的占领更大的市场。现在有关国际尺度的争战已告一段落，各大公司组织都已意识到，要真正占领市场，就得完善系统及相关产物。我们可以做这样的预测，不久的未来，完善的现场总线系统及相关产物必须成为世界现场总线技术的主流。详细比力：（1）DCS系统是个大系统，其控制器功效强而且在系统中的作用十分重要，数据公路更是系统的关键，所以，必须整体投资一步到位，事后的扩容难度较大。
而FCS功效下放较彻底，信息处置惩罚现场化，数字智能现场装置的广泛接纳，使得控制器功效与重要性相对削弱。因此，FCS系统投资起点低，可以边用、边扩、边投运。（2）DCS系统是关闭式系统，各公司产物基本不兼容。
而FCS系统是开放式系统，用户可以选择差别厂商、差别品牌的种种设备连入现场总线，到达最佳的系统集成。（3）DCS系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，必须有D/A与A/D转换。
而FCS系统是全数字化，就免去了D/A与A/D变换，高集成化高性能，使精度可以从±0.5%提高到±0.1%.（4）FCS系统可以将PID闭环控制功效装入变送器或执行器中，缩短了控制周期，现在可以从DCS的每秒2~5次，提高到FCS的每秒10~20次，从而改善调治性能。（5）DCS它可以控制和监视工艺全历程，对自身举行诊断、维护和组态。可是，由于自身的致命弱点，其I/O信号接纳传统的模拟量信号，因此，它无法在DCS工程师站上对现场仪表（含变送器、执行器等）举行远方诊断、维护和组态。
FCS接纳全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅仅是单变量信息，而且还具备检测信息差错的功效。FCS接纳的是双向数字通信现场总线信号制。因此，它可以对现场装置（含变送器、执行机构等）举行远方诊断、维护和组态。
FCS的这点优越性是DCS无法相比的。（6）FCS由于信息处置惩罚现场化，与DCS相比可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O终端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同时也节约了I/O装置及装置室的空间与占地面积。有专家认为可以省去60%.（7）与（6）同样理由，FCS可以淘汰大量电缆与敷设电缆用的桥架等，同时也节约了设计、安装和维护用度。
有专家认为可以节约66%.对于（6）、（7）两点应增补说明的是，接纳FCS系统，节约投资的效果是不用怀疑的，可是否如有的专家所说达60~66%.这些数字在多篇文章中泛起，编者认为这是相互转摘的效果，现在还未找到这些数字的原始出处，因此，读者在引用这些数字时要慎重。（8）FCS相对于DCS组态简朴，由于结构、性能尺度化，便于安装、运行、维护。（9）用于历程控制的FCS设计开发要点。这一点并不作为与DCS的比力，只是说明用于历程控制或者说用于模拟一连历程类的FCS在设计开发中应重点思量的问题。
1）要求总线本安防爆功效，而且是头等重要的。2）基本监控如流量、料位、温度、压力等的变化是缓慢的，而且另有滞后效应，因此，节点监控并不需要快电子学的响应时间，但要求有庞大的模拟量处置惩罚能力。这一物理特征决议了系统基本上多接纳主一从之间的集中轮询制，这在技术上是合理的，在经济上是有利的。3）流量、料位、温度、压力等参数的丈量，其物理原理是古典的，但传感器、变送器及控制器应向数字智能化生长。
4）作为针对一连历程类及其仪器仪表而开发的FCS，应偏重于低速总线H1的设计完善。PLC与DCS的前景我们已经知道有的FCS是由PLC生长而来，而有的FCS是由DCS生长而来，那么，今天FCS已走向实用化，PLC与DCS前景又将如何？PLC于60年月末期在美国首先泛起，目的是用来取代继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功效，建设柔性法式控制系统。1976年正式命名，并给予界说：PLC是一种数字控制专用电子盘算机，它使用了可编法式存储器储存指令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功效，并通过模拟和数字输入、输出等组件，控制种种机械或事情法式。
经由30多年的生长，PLC已十分成熟与完善，并开发了模拟量闭环控制功效。PLC在FCS系统中的职位似乎已被确定并无几多争论。
PLC作为一个站挂在高速总线上。充实发挥PLC在处置惩罚开关量方面的优势。
另外，火力发电厂辅助车间，例如补给水处置惩罚车间、循环水车间、除灰除渣车间、输煤车间等，在这些车间的工艺历程多以顺序控制为主。PLC对于顺序控制有其奇特的优势。
编者以为，辅助车间的控制系统应以遵循现场总线通讯协议的PLC或能与FCS举行通讯交流信息的PLC为优选工具。加油武汉！加油湖北！加油中国！一起加油吧！泉源：网络喜欢就点个赞，满足就转发一下，随手加个关注呗！（跪求不要取关QAQ）还想相识更多关于“电气”，接待在评论区留言或私信哦！声明：此文是出于通报更多信息之目的。若有泉源标注错误或侵犯了您的正当权益，请联系，我们将实时更正、删除，谢谢。
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