PLC、FCS、DCS三大控制系統(tǒng)區(qū)別

　　三、設(shè)計、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)濟因素。

　　比較的前提是DCS系統(tǒng)與典型的，理想的FCS系統(tǒng)進行比較。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年代剛進入實用化，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，目的就是要擠身國際標(biāo)準(zhǔn)，合法的占領(lǐng)更多的市場，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到，要真正占領(lǐng)市場，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，不久的將來，完善的現(xiàn)場總線系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品必將成為世界現(xiàn)場總線技術(shù)的主流。

　　具體比較：

　　(1)DCS系統(tǒng)是個大系統(tǒng)，其控制器功能強而且在系統(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，事后的擴容難度較大。而FCS功能下放較徹底，信息處理現(xiàn)場化，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對減弱。因此，F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點低，可以邊用、邊擴、邊投運。

　　(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)場總線，達到最佳的系統(tǒng)集成。

　　(3)DCS系統(tǒng)的信息全都是二進制或模擬信號形成的，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，對自身進行診斷、維護和組態(tài)。但是，由于自身的致病弱點，其I/O信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號，因此，它無法在DCS工程師站上對現(xiàn)場儀表(含變送器，執(zhí)行器等)進行遠方診斷、維護和組態(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，并且還具備檢測信息差錯的功能。FCS系統(tǒng)采用雙向數(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)行機構(gòu)等)進行診斷、維護和組態(tài)。FCS系統(tǒng)的這點優(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，同時也省去了設(shè)計、安裝和維護費用，有專家認為可以省去66%.

　　對于(6)、(7)兩點應(yīng)補充說明的是，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66%.這些數(shù)字在多篇文章中出現(xiàn)，編者認為這是相互轉(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)字時要謹慎。

　　(8)FCS相對DCS組態(tài)簡單，由于結(jié)構(gòu)、性能標(biāo)準(zhǔn)化，便于安裝、運行、維護。

　　(9)用于過程控制的FCS設(shè)計開發(fā)要點。這一點并不作為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)計開發(fā)中應(yīng)重點考慮的問題。

　　①要求總線本安防爆功能，而且是頭等重要的。

　　②基本監(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)點監(jiān)控并不需要快電子學(xué)的響應(yīng)時間，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)濟上是有利的。

　　③流量、料位、溫度、壓力等參數(shù)的測量，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)計完善。