對于FCS現(xiàn)場總線系統(tǒng)和DCS集散控制系統(tǒng)的對比
它采用控制分散、操作和管理集中的基本設(shè)計思想,采用多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。DCS在電力、冶金、石化等各行各業(yè)都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。
在DCS關(guān)聯(lián)領(lǐng)域有許多新進(jìn)展,主要表現(xiàn)在如下一些方面。
(1)系統(tǒng)功能向開放式方向發(fā)展。傳統(tǒng)DCS的結(jié)構(gòu)是封閉式的,不同制造商的DCS之間難以兼容。而開放式的DCS將可以賦予用戶更大的系統(tǒng)集成自主權(quán),用戶可根據(jù)實際需要選擇不同廠商的設(shè)備連同軟件資源連入控制系統(tǒng),達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。這里不僅包括DCS與DCS的集成,更包括DCS與PLC、FCS及各種控制設(shè)備和軟件資源的廣義集成。
(2)儀表技術(shù)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。工業(yè)控制設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,可以促使過程控制的功能進(jìn)一步分散下移,實現(xiàn)真正意義上的“全數(shù)字”、“全分散”控制。另外,由于這些智能儀表具有的精度高、重復(fù)性好、可靠性高,并具備雙向通信和自診斷功能等特點(diǎn),致使系統(tǒng)的安裝、使用和維護(hù)工作更為方便。
(3)工控軟件正向先進(jìn)控制方向發(fā)展。廣泛應(yīng)用各種先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)是挖掘并提升DCS綜合性能最有效、最直接、也是最具價值的發(fā)展方向,主要包括先進(jìn)控制、過程優(yōu)化、信息集成、系統(tǒng)集成等軟件的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。在未來,工業(yè)控制軟件也將繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開放性發(fā)展方向。
(4)系統(tǒng)架構(gòu)向FCS方向發(fā)展。單純從技術(shù)而言,現(xiàn)階段現(xiàn)場總線集成于DCS可以有三種方式:① 現(xiàn)場總線于DCS系統(tǒng)I/O總線上的集成――通過一個現(xiàn)場總線接口卡掛在DCS的I/O總線上,使得在DCS控制器所看到的現(xiàn)場總線來的信息就如同來自一個傳統(tǒng)的DCS設(shè)備卡一樣。例如Fisher-Rosemount公司推出的DeltaV系統(tǒng)采用的就是此種集成方案。② 現(xiàn)場總線于DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的集成――就是在DCS更高一層網(wǎng)絡(luò)上集成現(xiàn)場總線系統(tǒng),這種集成方式不需要對DCS控制站進(jìn)行改動,對原有系統(tǒng)影響較小。如Smar公司的302系列現(xiàn)場總線產(chǎn)品可以實現(xiàn)在DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層集成其現(xiàn)場總線功能。③ 現(xiàn)場總線通過網(wǎng)關(guān)與DCS系統(tǒng)并行集成――現(xiàn)場總線和DCS還可以通過網(wǎng)關(guān)橋接實現(xiàn)并行集成。如SUPCON的現(xiàn)場總線系統(tǒng),利用HART協(xié)議網(wǎng)橋連接系統(tǒng)操作站和現(xiàn)場儀表,從而實現(xiàn)現(xiàn)場總線設(shè)備管理系統(tǒng)操作站與HART協(xié)議現(xiàn)場儀表之間的通信功能。
一直以來DCS的重點(diǎn)在于控制,它以“分散”作為關(guān)鍵字。但現(xiàn)代發(fā)展更著重于全系統(tǒng)信息綜合管理,今后“綜合”又將成為其關(guān)鍵字,向?qū)崿F(xiàn)控制體系、運(yùn)行體系、計劃體系、管理體系的綜合自動化方向發(fā)展,實施從最底層的實時控制、優(yōu)化控制上升到生產(chǎn)調(diào)度、經(jīng)營管理,以至最高層的戰(zhàn)略決策,形成一個具有柔性、高度自動化的管控一體化系統(tǒng)。
對于DCS和FCS兩者的一些區(qū)別如下
1、從系統(tǒng)狀態(tài)上來看,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),不同廠商、不同品牌的各種產(chǎn)品基本能同時連入同一現(xiàn)場總線,達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。
2、從程序上來看,DCS系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號形成的,必須通過D/A與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)將D/A與A/D轉(zhuǎn)換在現(xiàn)場一次表完成,實現(xiàn)全數(shù)字化通信,使精度得到大的提高,可提高到0.1%。并且FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入現(xiàn)場設(shè)備中,縮短了控制周期,提高運(yùn)算速度。
3、從信號控制上來講,DCS它可以控制和監(jiān)視工藝全過程,對自身進(jìn)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。但是,由于自身的致命弱點(diǎn),其I/O信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號。FCS采用的是雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制。因此,它可以對現(xiàn)場裝置(含變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等)進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。
4、從空間上來看,F(xiàn)CS由于信息處理現(xiàn)場化,與DCS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,同時也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積。同時,F(xiàn)CS可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等,同時也節(jié)省了設(shè)計、安裝和維護(hù)費(fèi)用。
二、二者的聯(lián)系:FCS是由PLC或DCS發(fā)展而來,而現(xiàn)在FCS系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。今后的控制系統(tǒng)將會是:FCS處于控制系統(tǒng)中心地位,兼有DCS、PLC系統(tǒng)一種新型標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化控制系統(tǒng)。