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現場總線控制系統是目前自動化技術中的一個熱點,正受到國(guó)内外自動化設備制造商與用戶越來越強烈的關注。現場總線控制系統的出現,將(jiāng)給自動化領域帶來又一次革命,其深度和廣度將(jiāng)超過(guò)曆史的任何一次,從而開(kāi)創自動化的新紀元。 在有些行業,FCS是由PLC發(fā)展而來的;而在另一些行業,FCS又是由DCS發(fā)展而來的,所以FCS與PLC及DCS之間有著(zhe)千絲萬縷的聯系,又存在著(zhe)本質的差異。本文試就PLC、DCS、FCS三大控制系統的特點和差異作一分析,指出它們之間的淵源及發(fā)展方向(xiàng)。
PLC、DCS、FCS三大控制系統的基本特點
目前,在連續型流程生産自動控制(PA)或習慣稱之謂工業過(guò)程控制中,有三大控制系統,即PLC、DCS和FCS。它們各自的基本特點如下:
PLC
(1)從開(kāi)關量控制發(fā)展到順序控制、運送處理,是從下往上的。
(2)連續PID控制等多功能(néng),PID在中斷站中。
(3)可用一台PC機爲主站,多台同型PLC爲從站。
(4)也可一台PLC爲主站,多台同型PLC爲從站,構成(chéng)PLC網絡。這(zhè)比用PC機作主站方便之處是:有用戶編程時,不必知道(dào)通信協議,隻要按說明書格式寫就行。
(5)PLC網格既可作爲獨立DCS/TDCS,也可作爲DCS/TDCS的子系統。
(6)大系統同DCS/TDCS,如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
(7)PLC網絡如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)主要用于工業過(guò)程中的順序控制,新型PLC也兼有閉環控制功能(néng)。
(9)制造商:GOULD(美)、AB(美)、GE(美)、OMRON(日)、MITSUBISHI(日)、Siemens(德)等。
DCS或TDCS
(1)分散控制系統DCS與集散控制系統TDCS是集4C(Communication,Computer, Control、CRT)技術于一身的監控技術。
(2)從上到下的樹狀拓撲大系統,其中通信(Communication)是關鍵。
(3)PID在中斷站中,中斷站聯接計算機與現場儀器儀表與控制裝置。
(4)是樹狀拓撲和并行連續的鏈路結構,也有大量電纜從中繼站并行到現場儀器儀表。
(5)模拟信号,A/D―D/A、帶微處理器的混合。
(6)一台儀表一對(duì)線接到I/O,由控制站挂到局域網LAN。
(7)DCS是控制(工程師站)、操作(操作員站)、現場儀表(現場測控站)的3級結構。
(8)缺點是成(chéng)本高,各公司産品不能(néng)互換,不能(néng)互操作,大DCS系統是各家不同的。
(9)用于大規模的連續過(guò)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(美國(guó))、Taylor(美)等。
3 FCS
(1)基本任務是:本質(本征)安全、危險區域、易變過(guò)程、難于對(duì)付的非常環境。
(2)全數字化、智能(néng)、多功能(néng)取代模拟式單功能(néng)儀器、儀表、控制裝置。
(3)用兩(liǎng)根線聯接分散的現場儀表、控制裝置、PID與控制中心,取代每台儀器兩(liǎng)根線。
(4)在總線上PID與儀器、儀表、控制裝置都(dōu)是平等的。
(5)多變量、多節點、串行、數字通信系統取代單變量、單點、并行、模拟系統。
(6)是互聯的、雙向(xiàng)的、開(kāi)放的取代單向(xiàng)的、封閉的。
(7)用分散的虛拟控制站取代集中的控制站。
(8)由現場電腦操縱,還(hái)可挂到上位機,接同一總線的上一級計算機。
(9)局域網,再可與internet相通。
(10)改變傳統的信号标準、通信标準和系統标準入企業管理網。
(11)制造商:美Honeywell 、Smar 、Fisher― Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag― Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa歐 Siemens、 GEC―Alsthom 、Schneider、 proces―Data、 ABB等。
(12)3類FCS的典型
1)連續的工藝過(guò)程自動控制如石油化工,其中“本安防爆”技術是絕對(duì)重要的,典型産品是FF、World FIP、Profibus―PA;
2)分立的工藝動作自動控制如汽車制造機器人、汽車,典型産品是Profibus―DP、CANbus
3)多點控制如樓宇自動化,典型産品是LON Work、Profibus―FMS。
從上述基本要點的描述中,我們是否注意到一點,用于過(guò)程控制的三大系統,沒(méi)有一個是針對(duì)電站而開(kāi)發(fā)的,或者說,在他們開(kāi)發(fā)的初期,都(dōu)并非以電站做系統的首選控制對(duì)象。而在這(zhè)些系統的使用說明中也絕不把電站做爲首選适用範圍,有的在适用範圍中根本就不提電站。