新手必知:三大工業(yè)控制系統(tǒng)PLC、DCS、FCS!
隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,相繼出現(xiàn)了集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng) 。在工業(yè)過(guò)程控制中的三大控制系統(tǒng),分別是PLC、DCS、FCS 。
一些人認(rèn)為FCS是由PLC發(fā)展而來(lái)的;另外一些人則認(rèn)為FCS是由DCS發(fā)展而來(lái) 。FCS與PLC及DCS之間既有密不可分的關(guān)聯(lián),又存在著一點(diǎn)的差別 。
PLC控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì) 。
它采用一類可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過(guò)數(shù)字式或模擬式輸入或輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程 。
DCS集散控制系統(tǒng),又叫計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng) 。
它是20世紀(jì)70年代中期迅速發(fā)展起來(lái)的,它把控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像顯示技術(shù)以及通信技術(shù)結(jié)合起來(lái),也稱作4C技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)視、控制和管理 。
它既打破了常規(guī)控制儀表功能的局限性,又較好的解決了早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)于信息、管理和控制作用過(guò)于集中帶來(lái)的危險(xiǎn)性 。
FCS 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議,基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化 。
大型 PLC 構(gòu)成的過(guò)程控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)
(1) 從上到下的結(jié)構(gòu),PLC 既可以作為獨(dú)立的 DCS,也可以作為DCS的子系統(tǒng) 。
(2) PID 放在控制站中,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)PID控制等各種功能 。
(3) 可用一臺(tái)PC為主站,多臺(tái)同類型 PLC為從站;也可用一臺(tái)PLC 為主站,多臺(tái)同類型 PLC為從站,構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò) 。
(4) 主要用于工控中的順序控制,新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能 。
DCS控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)
(1) 從上到下的樹狀系統(tǒng),其中通信是關(guān)鍵 。
(2) PID在控制器中,連接計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表 。
(3) 是樹狀拓?fù)浜筒⑿羞B續(xù)的鏈路結(jié)構(gòu),有大量電纜從中繼站并行到現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表 。
(4) 信號(hào)系統(tǒng)包括開關(guān)量信號(hào)和模擬信號(hào) 。
(5) DCS一般是由現(xiàn)場(chǎng)儀表層、控制裝置單元層、工廠(車間)層、和企業(yè)管理層構(gòu)成 。

FCS 控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)
(1)FCS是3C技術(shù)的融合 。它適用于本質(zhì)安全、危險(xiǎn)區(qū)域、易變過(guò)程、難于對(duì)付的非常環(huán)境 。
(2)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備高度智能化,提供全數(shù)字信號(hào);一條總線連接所有的設(shè)備 。
(3)從控制室到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的雙向數(shù)字通信總線,是互聯(lián)的、雙向的、串行多節(jié)點(diǎn)、開放的數(shù)字通信系統(tǒng)取 代單向的、單點(diǎn)、并行、封閉的模擬系統(tǒng) 。
(4)控制功能徹底分散 。

DCS控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的比較
DCS是一種“分散式控制系統(tǒng)”,而 PLC 只是一 種控制“裝置”,兩者是“系統(tǒng)”與“裝 置”的區(qū)別 。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)任何裝置的功能與協(xié)調(diào),PLC 裝置只實(shí)現(xiàn)本單元所具備的功能 。網(wǎng)絡(luò)方面,網(wǎng)絡(luò)是控制系統(tǒng)的中樞神經(jīng) 。
DCS 系統(tǒng)如 HOLLiAS MACS 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò),由上至下分為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)層次,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制站與系統(tǒng)操作員站的互連,控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制站與智能 I/O 單元的通訊,信息傳輸實(shí)時(shí)可靠 。
而 PLC 因?yàn)榛旧隙紴閭€(gè)體工作,其在與別的 PLC 或上位機(jī)進(jìn)行通訊時(shí),所采用的網(wǎng)絡(luò)形式基本都是單網(wǎng)結(jié)構(gòu) 。在網(wǎng)絡(luò)安全上,PLC 沒有很好的保護(hù)措施 。
DCS 在整個(gè)設(shè)計(jì)上留有大量的可擴(kuò)展性接口,外接系統(tǒng)或擴(kuò)展系統(tǒng)都十分方便,PLC 所搭接的整個(gè)系統(tǒng)完成后,想隨意的增加或減少操作員站都是很難實(shí)現(xiàn)的 。
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