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現場總線控制系統是目前自(zì)動化技(jì)術(shù)中的一(yī)個(gè)熱點,正受到(dào)國(guó)内外自(zì)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,将給自(zì)動化領域帶來又(yòu)一(yī)次革命,其深度和廣度将超過曆史的任何一(yī)次,從(cóng)而開(kāi)創自(zì)動化的新紀元。 在有些行業(yè),FCS是由PLC發展而來的;而在另一(yī)些行業(yè),FCS又(yòu)是由DCS發展而來的,所以FCS與PLC及DCS之間有著(zhe)千絲萬縷的聯系,又(yòu)存在著(zhe)本質的差異。本文試就(jiù)PLC、DCS、FCS三大控制系統的特點和差異作一(yī)分析,指出它們之間的淵源及發展方向。
PLC、DCS、FCS三大控制系統的基本特點
目前,在連續型流程生(shēng)産自(zì)動控制(PA)或習慣稱之謂工(gōng)業(yè)過程控制中,有三大控制系統,即PLC、DCS和FCS。它們各自(zì)的基本特點如下(xià):
PLC
(1)從(cóng)開(kāi)關量控制發展到(dào)順序控制、運送處理,是從(cóng)下(xià)往上(shàng)的。
(2)連續PID控制等多(duō)功能(néng),PID在中斷站中。
(3)可用一(yī)台PC機(jī)為(wèi)主站,多(duō)台同型PLC為(wèi)從(cóng)站。
(4)也可一(yī)台PLC為(wèi)主站,多(duō)台同型PLC為(wèi)從(cóng)站,構成PLC網絡。這比用PC機(jī)作主站方便之處是:有用戶編程時,不必知道通(tōng)信協議,隻要按說明書格式寫就(jiù)行。
(5)PLC網格既可作為(wèi)獨立DCS/TDCS,也可作為(wèi)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(gōng)業(yè)過程中的順序控制,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(jì)術(shù)于一(yī)身的監控技(jì)術(shù)。
(2)從(cóng)上(shàng)到(dào)下(xià)的樹狀拓撲大系統,其中通(tōng)信(Communication)是關鍵。
(3)PID在中斷站中,中斷站聯接計算(suàn)機(jī)與現場儀器(qì)儀表與控制裝置。
(4)是樹狀拓撲和并行連續的鏈路(lù)結構,也有大量電(diàn)纜從(cóng)中繼站并行到(dào)現場儀器(qì)儀表。
(5)模拟信号,A/D―D/A、帶微處理器(qì)的混合。
(6)一(yī)台儀表一(yī)對線接到(dào)I/O,由控制站挂到(dào)局域網LAN。
(7)DCS是控制(工(gōng)程師(shī)站)、操作(操作員(yuán)站)、現場儀表(現場測控站)的3級結構。
(8)缺點是成本高(gāo),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、易變過程、難于對付的非常環境。
(2)全數字化、智能(néng)、多(duō)功能(néng)取代模拟式單功能(néng)儀器(qì)、儀表、控制裝置。
(3)用兩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(qì)兩根線。
(4)在總線上(shàng)PID與儀器(qì)、儀表、控制裝置都是平等的。
(5)多(duō)變量、多(duō)節點、串行、數字通(tōng)信系統取代單變量、單點、并行、模拟系統。
(6)是互聯的、雙向的、開(kāi)放(fàng)的取代單向的、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(diàn)腦(nǎo)操縱,還(hái)可挂到(dào)上(shàng)位機(jī),接同一(yī)總線的上(shàng)一(yī)級計算(suàn)機(jī)。
(9)局域網,再可與internet相(xiàng)通(tōng)。
(10)改變傳統的信号标準、通(tōng)信标準和系統标準入企業(yè)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(gōng)藝過程自(zì)動控制如石油化工(gōng),其中“本安防爆”技(jì)術(shù)是絕對重要的,典型産品是FF、World FIP、Profibus―PA;
2)分立的工(gōng)藝動作自(zì)動控制如汽車制造機(jī)器(qì)人、汽車,典型産品是Profibus―DP、CANbus
3)多(duō)點控制如樓宇自(zì)動化,典型産品是LON Work、Profibus―FMS。
從(cóng)上(shàng)述基本要點的描述中,我們是否注意到(dào)一(yī)點,用于過程控制的三大系統,沒有一(yī)個(gè)是針對電(diàn)站而開(kāi)發的,或者說,在他們開(kāi)發的初期,都并非以電(diàn)站做系統的首選控制對象。而在這些系統的使用說明中也絕不把電(diàn)站做為(wèi)首選适用範圍,有的在适用範圍中根本就(jiù)不提電(diàn)站。