FCS是由PLC發(fā)展而來的；而在另一些行業(yè),FCS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。本文試就PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異作一分析,指出它們之間的淵源及發(fā)展方向。
摘要:本文對(duì)PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異進(jìn)行了分析,指出了三種控制系統(tǒng)之間的淵源及發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:可編程序控制器(PLC),分散控制系統(tǒng)(DCS),現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)
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)。現(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。現(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),FCS是由PLC發(fā)展而來的；而在另一些行業(yè),FCS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。本文試就PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異作一分析,指出它們之間的淵源及發(fā)展方向。
PLC、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:
一、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。
二、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)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/D—D/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&NORTHRMP(美)、SIEMENS(德)、Foxboro(美)、ABB(瑞士)、Hartmann&Braun(德)、Yokogawa(日)、Honewell(美國(guó))、Taylor(美)等。
三、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、GEC—Alsthom、Schneider、proces—Data、ABB等。
(12)3類FCS的典型
1)連續(xù)的工藝過程自動(dòng)控制如石油化工,其中“本安防爆”技術(shù)是絕對(duì)重要的,典型產(chǎn)品是FF、WorldFIP、Profibus—PA；
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Profibus—DP、CANbus；
3)多點(diǎn)控制如樓宇自動(dòng)化,典型產(chǎn)品是LONWork、Profibus—FMS。
從上述基本要點(diǎn)的描述中,我們是否注意到一點(diǎn),用于過程控制的三大系統(tǒng),沒有一個(gè)是針對(duì)電站而開發(fā)的,或者說,在他們開發(fā)的初期,都并非以電站做系統(tǒng)的首選控制對(duì)象。而在這些系統(tǒng)的使用說明中也絕不把電站做為首選適用范圍,有的在適用范圍中根本就不提電站。現(xiàn)在奇怪的是,這三大控制系統(tǒng),尤其是DCS、PLC,都在電站得到了廣泛應(yīng)用,而且效果也非常好。
