PLC、DCS、FCS三大类型控制系统的基本特点
FCS三大控制系统的特点和差异
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。
PLC、DCS、FCS的特点和差异
（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。
（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。
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。
(3) FCS系统的本质是信息处理现场化
对于一个控制系统，无论是采用DCS还是采用现场总线，系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上，采用现场总线后，可以从现场得到更多的信息。现场总线系统的信息量没有减少，甚至增加了，而传输信息的线缆却大大减少了。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理，减少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理的现场化。
3．2 典型系统比较
通过使用现场总线，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同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能，系统集成大大简化，并且维护十分简便。传统的过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，但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。
PLC、DSC、FCS三大控制系统的特点和差异
PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异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）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。
第七章 PLC、DCS、FCS控制系统的特点和差异分析
PLC基本要点：
（1）从开关量控制发展到顺序控制、运算处理，是从下往上的。
（2）逻辑控制、定时控制、 计数控制、 步进(顺序)控制、连续PID控制、 数据控制――PLC具有数据处理能力、 通信和联网等多功能。
（3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。
（3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置，取代每台仪表的两根线。“现场控制”取代“分散控制”；数据的传输采用“总线”方式。
（4）从控制室到现场设备的双向数字通信总线，是互联的、双向的、串行多节点、开放的数字通信系统取代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统。
（5）用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。
DCS基本要点：（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，是第四代过程控制系统。既有计算机控制系统控制算式先进、精度高、响应速度快的优点，又有仪表控制系统安全可靠、维护方便的要求。（2）从上到下的树状拓扑大系统，其中通信是关键。（3）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。（4）模拟信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。是由几台计算机和一些智能仪表智能部件组成，并逐渐地以数字信号来取代模拟信号。（5）一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。（6）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。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。（7）用于大规模的连续过程控制，如石化、大型电厂机组的集中控制等。
（2）FCS系统的基础是数字智能现场装置
PLCDCSFCS三大控制系统的基本特点
PLCDCSFCS 三大控制系统的基本特点1PLC(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：实用户编程时，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 Siemen 公司的 SINEC—L1、SINEC—H1、S4(错了，去掉)、S5、S6(错了，去掉)、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)创造商： GOULD (美)、 AB (美)、 GE (美)、 OMRON (日)、MITSUBISHI (日)、 Siemen (德)等。
DCS 或者 TDCS(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)摹拟信号， 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)创造商： Bailey (美)、 Wetinghou (美)、 HITACH (日)、LEEDS&NORTHRMP (美)、 SIEMENS (德)、 Fo 某 boro (美)、 ABB (瑞士)、Hartmann&Braun (德)、 Yokogawa (日)、 Honewell (美国)、 Taylor (美)等。
PLC、DCS、FCS三大控制系统基本特点与差异
里讨 论这 几种控制系统的基本要点和主要区别 ， 以及它 们的现状 和发展趋 势。
关键词 ： 可编程控 制器 ； 集散控制系统 ； 现场总线控制系统 ； 发展趋势 中图分类 弓 ‘ ： ＴＭ５ ７ １ ． ６ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ３ ７ ２ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ ０ ０ ９ ｌ ＿ ０ ３
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ｎ ａ ｍｅ ｌ ｙ Ｐ ＬＣ、 ＤＣＳ、 Ｆ ＣＳ． Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ， ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ａ ｍｏ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｉ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｔ ｕａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｐ ＬＣ； ＤＣＳ； ＦＣＳ； ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎ ｃ ｙ
教你如何看懂三大控制系统PLC、DCS、FCS的特点及差异化
前言上世紀九十年代走向實用化的現場匯流排控制系統，正以迅猛的勢頭快速發展，是目前世界上最新型的控制系統。
現場匯流排控制系統是目前自動化技術中的一個熱點，正受到國內外自動化設備製造商與用戶越來越強烈的關注。
現場匯流排控制系統的出現，將給自動化領域帶來又一次革命，其深度和廣度將超過歷史的任何一次，從而開創自動化的新紀元。
在有些行業，FCS是由PLC發展而來的；而在另一些行業，FCS又是由DCS發展而來的，所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬縷的聯繫，又存在著本質的差異。
本文就PLC、DCS、FCS三大控制系統的特點和差異逐一分析，指出它們之間的淵源及發展方向。
PLC、DCS、FCS三大控制系統的基本特點目前，在連續型流程生產自動控制（PA）或習慣稱之謂工業過程控制中，有三大控制系統，即PLC、DCS和FCS.它們各自的基本特點如下：2.1 PLC（1）從開關量控制發展到順序控制、運送處理，是從下往上的。
（2）連續PID控制等多功能，PID在中斷站中。
（3）可用一臺PC機為主站，多臺同型PLC為從站。
（4）也可一臺PLC為主站，多臺同型PLC為從站，構成PLC網路。
這比用PC 機作主站方便之處是：有用戶編程時，不必知道通信協議，只要按說明書格式寫就行。
（5）PLC網格既可作為獨立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統。
（6）大系統同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
（7）PLC 網路如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）主要用於工業過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環控制功能。
（9）製造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI （日）、Siemens（德）等。
总线1
1.2 DCS、PLC、IPC和FCS控制系统的特点是什么？答：1、DCS控制系统是集中控制，分散管理的控制系统；2、PLC控制通过编程来实现；3、IPC是工业计算机，以模拟量为主，规模不大，要求较强的数据处理能力和打印、显示功能；4、FCS控制系统采用总线通信的拓扑结构，整个系统处在全开放、全数字、全分数的机制平台上。
1.4 现场总线在工业网络中处于什么位置？它的主要作用是什么？答：现场总线属于工业网络中控制网络的范畴，在工业网络的功能层次结构中处于最底层是构成整个工业网络的基础。
主要作用：1、进行过程数据采集；2、进行直接数字控制；3、进行设备和系统的监测和诊断；4、实施安全性和冗余方面的措施。
2.5 什么事异步传输和同步传输？答：异步传输：以字符为单位发送数据，一次传送一个字符，每个字符可以是位或8位。
在每个字符前要加一个起始位，用来指明字符的开始，每个字符的后面还要加一个终止码，用来指明字符的结束。
同步传输：以数据块（帧）为单位进行传输，数据块的组成可以是字符快，也可以是外块。
2.8 令牌总线介质访问方式的实质是什么？答：令牌总线介质访问方式是在物理总线上建立一个逻辑环。
从物理上看这是一种总线结构的局域网，总线共享的传输介质是总线。
从逻辑上看，这是一种环形结构的局域网，连接在总线上的各站点组成一个逻辑环，每个站点被赋予一个顺序的逻辑位置，在这个逻辑环中，令牌一次传递，站点只有取得令牌才能发总帧。
2.11 常用的网络互联设备有哪些？它们的主要作用是什么？答：1、中继器（主要用于连接两个相同的网络，负责在两个节点的物理层上传递信息，完成对信号的放大，复制调整等功能）；2、网桥：完成数据链路层的网络连接，支持不同的物理层，且能互联不同体系的局域网；3、路由器：实现网络层上多个网络的互联，可互联具有不同物理层和数据链路层的网络，支持不同的网络协议；4、网关：用于OSI 中第四层及更高层的中继系统，是在不同协议间进行转换的软件应用。
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PLC、DCS、FCS三大类型控制系统的基本特点
作者：丁善达赵景萍黄龙尹宏
来源：《中国科技纵横》2016年第19期
【摘要】在自动控制发展的过程中，出现了PLC、DCS、FCS三种控制方式，这三种控制方式有各自的特点。
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。
本文概述了PLC控制系统、DCS控制系统、FCS控制系统、三大控制系统的基本特点。
【关键词】自动控制可编程控制器PLC集散控制系统DCS 现场总线控制系统FCS
1 PLC控制系统的特点
PLC可编程控制器是20世纪60年代发展起来的一种新型自动化控制装置，最早是用于代替传统的继电器控制装置，功能上只有逻辑计算、计时、计数以及顺序控制等，而且只能进行开关量控制，因此其英文原名为“Programmable Logic Controller”，简称PLC，中文称“可编程逻辑控制器”。
可编程控制器与传统的继电器控制线路相比，具有很多优点。
1.1 应用灵活
PLC为标准的积木式硬件结构，现场安装十分简便。
各种控制功能通过软件编程完成，因而能适应各种复杂情况下的控制要求，也便于控制系统的改进和修正，特别适合工艺流程变更较多的场合。
1.2 功能完善
PLC既有开关量输入/输出，也有模拟量输入/输出，还具有逻辑运算、算术运算、定时、计数、顺序控制、PID调节、自诊断、记录等功能。
除了适用于离散型开关量控制系统外，也用于连续的流程控制系统。
1.3 操作方便，维修简单
PLC采用工程人员习惯的梯形图形式编程，易懂易学，编程和修改程序方便。
PLC还具有完善的显示和诊断功能，故障和异常状态均有显示，便于操作人员、维修人员及时了解出现的故障。
出现故障后可通过更换模块或插件迅速排除故障。
1.4 节点利用率高，成本低
传统继电器控制电路中一个继电器只能提供几个节点用于连锁，在可编程控制器中，一个输入中的开关量或程序中的一个“线圈”可提供用户所需用的任意的连锁节点，即节点在程序中可不受限制的使用。
PLC提供的继电器节点、计时器、计数器、顺控器的数量与实际数量的继电器、计时器、计数器、顺控器相比要便宜得多。
1.5 安全可靠
PLC是适应于工业环境下应用的数字电路产品，制造时已从线路及电源等诸多方面严格把关，使之具有很强的抗干扰能力，PLC产品一般平均无故障时间可达几万小时。
2 DCS控制系统的特点
分散控制系统DCS又名集中分散控制系统，简称集散控制系统，是集计算机技术、控制技术、通讯技术和CRT技术为一体的综合性高技术产品。
DCS通过操作站对整个工艺过程进行集中监视、操作、管理，通过控制站对工艺过程各部分进行分散控制，既不同于常规仪表控制系统，又不同于集中式的计算机控制系统，而是集中了两者的优点，克服了它们各自的不足。
DCS是一个以微机为基础的标准产品的分级系列，这些产品可以根据控制对象任意组合，为连续或间歇过程提供任意程度的分散控制。
DCS具有如下特点。
2.1 控制功能多样化
DCS的最低级为现场控制站或现场控制单元，一般都具有几十种运算控制算法或其他数学和逻辑功能，如四则运算、逻辑运算、前馈、超前控制、PID控制等等。
根据控制对象的不同要求，把这些功能有机地组合起来，能方便地满足系统的要求。
2.2 操作简单
DCS各级都配备了灵活的人机接口。
操作员通过CRT可以对控制对象进行集中监视，可通过各种功能键实现各种操作功能。
2.3 系统便于扩展
DCS的设计是根据不同规模的工程对象进行的。
其设计采用积木式的结构，以模板、模板箱及控制柜和站为单位，逐步增加。
用户通过通讯可以方便地从单台数字调节器或过程控制站扩展成小系统，或将小规模系统扩展成中规模或大规模系统。
DCS设置有工程师站或工程师键盘，系统工程师根据控制对象可以生成需要的自动化控制系统。
2.4 维护方便
DCS的设计是按照标准化、积木化、系列化进行的。
积木式的模板功能单一，便于装配和维修更换，系统配有智能的自动故障检查诊断程序和再启动等功能，维修非常方便。
2.5 可靠性高
DCS是监视集中而控制分散，故障影响面小，并且在设计时已考虑到有连锁保护功能、自诊断功能、冗余措施、系统故障人工手动控制操作措施等，使系统可靠性大大提高。
3 FCS控制系统的特点
现场总线组成的网络集成式全分布控制系统，称为现场总线控制系统FCS。
这是继基地式仪表控制系统、单元组合式模拟仪表控制系统、数字仪表控制系统、集散控制系统后的新一代控制系统。
现场总线系统突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷，把基于封闭、专用的解决方案变成了基于公开化、标准化的解决方案。
即可以把来自不用厂商而遵守同一协议规范的自动化设备通过现场总线网络联成系统，实现综合自动化的各种功能。
同时把DCS集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备本身便可以实现基本控制功能。
3.1 现场总线实现了彻底的分散控制
传统的模拟控制系统采用了一对一的设备链接，按控制回路、检测回路，分别进行连接。
也就是说，位于现场的各类变送器、检测仪表、各类执行机构、调节阀、开关、电机等，和位于控制室内的盘装仪表或DCS系统中监控站内的输入输出接口之间，均为一对一的物。