FCS可以說是第五代過程控制系統,是由PLC(Programmable Controller)或DCS(Distributed Control System)發展而來的。FCS與PLC及DCS之間有千絲萬縷的聯系,又存在著本質的差異。本文針對PLC、DCS、FCS三大控制系統的特點、性能和差異作一分析。
目前,在連續型流程生產工業過程控制中,有三大控制系統,即PLC自動控制、DCS和FCS。它們各自的基本特點如下:
1 PLC
(1)從開(kai)關量(liang)控(kong)制發展到順(shun)序控(kong)制、運算(suan)處理(li),是從下往上的;
(2)邏(luo)輯控制(zhi)(zhi)、定時控制(zhi)(zhi)、 計數(shu)控制(zhi)(zhi)、 步進(順序)控制(zhi)(zhi)、連(lian)續PID控制(zhi)(zhi)、 數(shu)據(ju)控制(zhi)(zhi)――PLC具有(you)數(shu)據(ju)處理能力、 通信(xin)和(he)聯網等多功能;
(3)可用一臺PC機為主站,多臺同(tong)型PLC為從站;
(4)也可一臺PLC為(wei)主站(zhan),多臺同型(xing)PLC為(wei)從站(zhan),構成PLC網絡(luo)。這比用PC機作(zuo)主站(zhan)方(fang)便之處是:有(you)用戶編程(cheng)時,不(bu)必知道(dao)通信協議,只要(yao)按說明書格(ge)式寫就行;
(5)PLC網絡既可(ke)作為(wei)獨立DCS/TDCS,也(ye)可(ke)作為(wei)DCS/TDCS的子系統;
(6)主要用于工業過程(cheng)中(zhong)的順序控制(zhi),新型PLC也兼有閉環控制(zhi)功(gong)能。
2 DCS
(1)分散控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)(tong)DCS與(yu)集(ji)散控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)(tong)TDCS是集(ji)4C(Communication,Computer, Control、CRT)技術于一身的(de)監控(kong)(kong)技術,是第四代(dai)過(guo)程(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)(tong)。既(ji)有計算機(ji)控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)(tong)控(kong)(kong)制(zhi)算式先進、精度(du)高(gao)、響應速度(du)快的(de)優點,又(you)有儀(yi)表控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)(tong)安(an)全可(ke)靠、維護方便的(de)要求;
(2)從上到下的樹狀拓撲(pu)大系統,其中通信(Communication)是關鍵;
(3)是(shi)樹(shu)狀拓撲和并行連續的鏈路結構,也有大量(liang)電纜(lan)從中繼站并行到現(xian)場儀器儀表(biao);
(4)模(mo)擬(ni)信號,A/D—D/A、帶微處(chu)理(li)器(qi)的混合。是由幾(ji)臺(tai)計算機和(he)一(yi)些智能儀表智能部件組成(cheng),并逐漸(jian)地以數字信號來取代模(mo)擬(ni)信號。
(5)一臺儀表一對線(xian)接到I/O,由控制(zhi)站掛到局域網LAN;
(6)DCS是控(kong)制(工程師站)、操作(zuo)(操作(zuo)員站)、現場儀表(現場測(ce)控(kong)站)的3級結構(gou)。缺(que)點是成本高,各公司產品(pin)不(bu)能互換,不(bu)能互操作(zuo),大DCS系統是各家不(bu)同的;
(7)用于大(da)規模的(de)連續過程控(kong)制(zhi),如石化、大(da)型電廠(chang)機組(zu)的(de)集中控(kong)制(zhi)等(deng)。
3 FCS
(1)FCS是(shi)第五代過(guo)程(cheng)控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統,它是(shi)21世(shi)紀(ji)自動(dong)化控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統的(de)方向(xiang)。是(shi)3C技術(Communication,Computer, Control)的(de)融合。基本(ben)任務(wu)是(shi):本(ben)質(zhi)(本(ben)征)安全、危險區域、易變過(guo)程(cheng)、難于對(dui)付的(de)非(fei)常環境;
(2)全(quan)數字化、智能(neng)、多(duo)功(gong)能(neng)取代(dai)模擬式單(dan)功(gong)能(neng)儀(yi)器、儀(yi)表、控制裝置;
(3)用兩(liang)根線聯(lian)接分散的(de)現場儀(yi)表、控制(zhi)裝置,取代(dai)每(mei)臺儀(yi)表的(de)兩(liang)根線。“現場控制(zhi)”取代(dai)“分散控制(zhi)”;數據(ju)的(de)傳輸采用“總線”方式;
(4)從控制(zhi)室到現場設備的(de)雙向數字通信總線,是互聯的(de)、雙向的(de)、串行多節點(dian)、開放的(de)數字通信系統取代單(dan)向的(de)、單(dan)點(dian)、并(bing)行、封閉的(de)模擬系統;
(5)用分散的(de)虛擬控制(zhi)站取代集中的(de)控制(zhi)站;
(6)把微機處(chu)理器轉入現(xian)(xian)場自(zi)控設(she)(she)備,使設(she)(she)備具有(you)數字計算和數字通信能力(li),信號(hao)傳輸精度高,遠程傳輸。實現(xian)(xian)信號(hao)傳輸全數字化、控制功(gong)能分散、標準統一全開放;
(7)可上(shang)局域(yu)網(wang),再可與internet相通(tong)。既是通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)(luo),又是控制網(wang)絡(luo)(luo);
(8)3類FCS的典型應用:1) 連續的工藝過程自動控制如石油化工,其中“本安防爆”技術是很重要的;2)分立的工藝動作自動控制如汽車制造機器人、汽車;3)多點控制如樓宇自動化。
這三大控制(zhi)系(xi)統(tong),尤其是DCS、PLC,都在(zai)電站得到了廣泛(fan)應用(yong),而(er)且(qie)效果也(ye)非常(chang)好。