PLC、FCS、DCS三大控制系統(tǒng)區(qū)別

　　三、設(shè)計(jì)、投資及使用

　　上述的比較偏重于純技術(shù)性的比較，以下比較擬加入經(jīng)濟(jì)因素。

　　比較的前提是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)?作為DCS系統(tǒng)發(fā)展到今天，開發(fā)初期提出的技術(shù)要求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)，20世紀(jì)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)，目的就是要擠身國際標(biāo)準(zhǔn)，合法的占領(lǐng)更多的市場(chǎng)，現(xiàn)在有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的爭戰(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)品必將成為世界現(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2——5次，提高到FCS的每秒10——20次，從而改善調(diào)節(jié)性能。

　　(5)DCS系統(tǒng)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，由于自身的致病弱點(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系統(tǒng)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，并且還具備檢測(cè)信息差錯(cuò)的功能。FCS系統(tǒng)采用雙向數(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)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS系統(tǒng)的這點(diǎn)優(yōu)越性是DCS系統(tǒng)無法比擬的。

　　(6)FCS系統(tǒng)由于信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，與DCS系統(tǒng)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系統(tǒng)可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等，同時(shí)也省去了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)用，有專家認(rèn)為可以省去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說達(dá)66%.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，讀者在引用數(shù)字時(shí)要謹(jǐn)慎。

　　(8)FCS相對(duì)DCS組態(tài)簡單，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DCS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。

　?、诨颈O(jiān)控如流量、料位、溫度、壓力等變化是緩慢的，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——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。

　?、哿髁?、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系統(tǒng)，應(yīng)側(cè)重于低速總線H1的設(shè)計(jì)完善。