西门子DCS、PLC、FCS三大系统比较分析
发布日期:
2022-12-21

我们已经知道,FCS是由DCS与PLC发展而来,FCS不仅具备DCS与PLC的特点,而且跨出了革命性的一步。而目前,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能;而新型的PLC,在处理闭环控制方面也不差,并且两者都能组成大型网络,DCS与PLC的适用范围,已有很大的交叉。下一节就仅以DCS与FCS进行比较。实际上已涉及到DCS与FCS的差异,下面北京天拓四方将就体系结构、投资、设计、使用等方面进行叙述。

在科技迅速发展的时代,工控行业也跟着迅速增长,如FCS是由PLC发展而来的;而其他行业,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。

DCS、PLC、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:

DCS或TDCS

(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。

(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) 模拟信号,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) 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。

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。

FCS

(1) 基本任务是:本质(本征)安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。

(2) 全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。

(3) 用两根线联接分散的现场仪表、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、封闭的。

(7) 分散的虚拟控制站取代集中的控制站。

(8) 由现场电脑操纵,还可挂到上位机,接同一总线的上一级计算机。

(9) 局域网,再可与internet相通。

(10) 改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。

(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)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、WorldFIP、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LONWork、Profibus—FMS。

从上述基本要点的描述中,我们是否注意到一点,用于过程控制的三大系统,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控制对象。而在这些系统的使用说明中也绝不把电站做为适用范围,有的在适用范围中根本就不提电站。现在奇怪的是,这三大控制系统,尤其是DCS、PLC,都在电站得到了广泛应用,而且效果也非常好。