聯系我們
廈門科昊自動化有限公司
電 話：0592-3191333
聯系電話：13606082135（微信同號，備注“科昊儀表”）
傳 真：0592-3265129
網 址：www.umufamily.com
公司地址：廈門市湖里區(qū)火炬高新區(qū)創(chuàng)業(yè)園偉業(yè)樓南樓S305E
PLC、DCS、FCS互為“犄角” 助推工控自動化不斷發(fā)展
查看次數：
編輯：admin
發(fā)表時間：2017-07-23
數字通訊是一種趨勢，它代表了技術進步，是任何人阻擋不了的。正如目前的DCS與新型的PLC，由于多年的開發(fā)研究，在各自保留自身原有的特點外，又相互補充，形成新的系統(tǒng)，現在的DCS已不是當初的DCS，同樣如此，新型的PLC也不是開發(fā)初期的PLC。三大控制系統(tǒng)互為犄角，推動工業(yè)自動化不斷向前發(fā)展。
PLC控制系統(tǒng)基本特點
（1）從開關量控制發(fā)展到順序控制、運送處理，是從下往上的。
（2）連續(xù)PID控制等多功能，PID在中斷站中。
（3）可用一臺PC機為主站，多臺同型PLC為從站。
（4）也可一臺PLC為主站，多臺同型PLC為從站，構成PLC網絡。這比用PC機作主站方便之處是：有用戶編程時，不必知道通信協(xié)議，只要按說明書格式寫就行。
（5）PLC網格既可作為獨立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)。
（6）大系統(tǒng)同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
（7）PLC網絡如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S4(錯了，去掉)、S5 、S6(錯了 ，去掉) 、S7等 ，GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。
（8）主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。
（9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。
DCS或TDC控制系統(tǒng)基本特點
（1）分散控制系統(tǒng)DCS與集散控制系統(tǒng)TDCS是集4C（Communication，Computer，
Control、CRT）技術于一身的監(jiān)控技術。
（2）從上到下的樹狀拓撲大系統(tǒng)，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(xù)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）模擬信號 ，A/D—D/A 、帶微處理器的混合 。
（6）一臺儀表一對線接到I/O ，由控制站掛到局域網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）缺點是成本高，各公司產品不能互換 ，不能互操作，大DCS系統(tǒng)是各家不同的。
（9）用于大規(guī)模的連續(xù)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）、Taylor（美）等。
FCS控制系統(tǒng)基本特點
（1）基本任務是：本質（本征）安全、危險區(qū)域 、易變過程、難于對付的非常環(huán)境 。
（2）全數字化 、智能 、多功能取代模擬式單功能儀器、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，取代每臺儀器兩根線。
（4）在總線上PID與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。
（5）多變量、多節(jié)點、串行、數字通信系統(tǒng)取代單變量、單點、并行、模擬系統(tǒng)。
（6）是互聯的、雙向的、開放的取代單向的、封閉的。
（7）用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。
（8）由現場電腦操縱，還可掛到上位機，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(tǒng)的信號標準、通信標準和系統(tǒng)標準入企業(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(xù)的工藝過程自動控制如石油化工，其中“本安防爆”技術是絕對重要的，典型產品是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，典型產品是Profibus—DP、CANbus；
3）多點控制如樓宇自動化，典型產品是LON Work、Profibus—FMS。
從上述基本要點的描述中，我們是否注意到一點，用于過程控制的三大系統(tǒng)，沒有一個是針對電站而開發(fā)的，或者說，在他們開發(fā)的初期，都并非以電站做系統(tǒng)的首選控制對象。而在這些系統(tǒng)的使用說明中也絕不把電站做為首選適用范圍，有的在適用范圍中根本就不提電站�，F在奇怪的是，這三大控制系統(tǒng)，尤其是DCS、PLC，都在電站得到了廣泛應用，而且效果也非常好。
三大控制系統(tǒng)之間的差異
我們已經知道，FCS是由DCS與PLC發(fā)展而來，FCS不僅具備DCS與PLC的特點，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS與新型的PLC，都有向對方靠攏的趨勢。新型的DCS已有很強的順序控制功能；而新型的PLC ，在處理閉環(huán)控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網絡 ，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉 。下一節(jié)就僅以DCS與FCS進行比較。在前面的章節(jié)中，實際上已涉及到DCS與FCS的差異，下面將就體系結構、投資、設計、使用等方面進行敘述。
1 差異要點
·DCS
DCS系統(tǒng)的關鍵是通信。也可以說數據公路是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱。由于它的任務是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網絡，因此，數據公路自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性。數據公路的媒體可以是：一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。
通過數據公路的設計參數，基本上可以了解一個特定DCS系統(tǒng)的相對優(yōu)點與弱點 。
（1）系統(tǒng)能處理多少I/O信息 。
（2）系統(tǒng)能處理多少與控制有關的控制回路的信息。
（3）能適應多少用戶和裝置（CRT 、控制站等） 。
（4）傳輸數據的完整性是怎樣徹底檢查的。
（5）數據公路的最大允許長度是多少 。
（6）數據公路能支持多少支路。
（7）數據公路是否能支持由其它制造廠生產的硬件（可編程序控制器 、計算機 、數據記錄裝置等）。
為保證通信的完整 ，大部分DCS廠家都能提供冗余數據公路。
為了保證系統(tǒng)的安全性 ，使用了復雜的通信規(guī)約和檢錯技術。所謂通信規(guī)約就是一組規(guī)則，用以保證所傳輸的數據被接收，并且被理解得和發(fā)送的數據一樣。
目前在DCS系統(tǒng)中一般使用兩類通信手段，即同步的和異步的，同步通信依靠一個時鐘信號來調節(jié)數據的傳輸和接收，異步網絡采用沒有時鐘的報告系統(tǒng)。
·FCS
FCS的關鍵要點有三點
（1）FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標準
前面的章節(jié)已經敘述，一種類型的總線，只要其總線協(xié)議一經確定，相關的關鍵技術與有關的設備也就被確定。就其總線協(xié)議的基本原理而言，各類總線都是一樣的，都以解決雙向串行數字化通訊傳輸為基本依據 。但由于各種原因 ，各類總線的總線協(xié)議存在很大的差異。
為了使現場總線滿足可互操作性要求，使其成為真正的開放系統(tǒng)，在IEC國際標準，現場總線通訊協(xié)議模型的用戶層中，就明確規(guī)定用戶層具有裝置描述功能。為了實現互操作，每個現場總線裝置都用裝置描述DD來描述。DD能夠認為是裝置的一個驅動器，它包括所有必要的參數描述和主站所需的操作步驟。由于DD包括描述裝置通信所需的所有信息，并且與主站無關，所以可以使現場裝置實現真正的互操作性。
實際情況是否如上述一致，回答是否定的。目前通過的現場總線國際標準含8種類型，而原IEO國際標準只是8種類型之一，與其它7種類型總線的地位是平等的。其它7種總線，不論其市場占有率有多少，每個總線協(xié)議都有一套軟件、硬件的支撐。它們能夠形成系統(tǒng)，形成產品，而原IEC現場總線國際標準，是一個既無軟件支撐也無硬件支撐的空架子。所以，要實現某些總線的相互兼容和互操作，就目前狀態(tài)而言，幾乎是不可能的。
通過上述，我們是否可以得出這樣一種映象：開放的現場總線控制系統(tǒng)的互操作性，就一個特定類型的現場總線而言，只要遵循該類型現場總線的總線協(xié)議，對其產品是開放的，并具有互操作性。換句話說，不論什么廠家的產品，也不一家是該現場總線公司的產品，只要遵循該總線的總線協(xié)議，產品之間是開放的，并具有互操作性，就可以組成總線網絡。
(2)FCS系統(tǒng)的基礎是數字智能現場裝置
數字智能現場裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐，是基礎，道理很簡單，FCS系統(tǒng)執(zhí)行的是自動控制裝置與現場裝置之間的雙向數字通信現場總線信號制。如果現場裝置不遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議，即相關的通訊規(guī)約，不具備數字通信功能，那么所謂雙向數字通信只是一句空話，也不能稱之為現場總線控制系統(tǒng)。再一點，現場總線的一大特點就是要增加現場一級控制功能。如果現場裝置不是多功能智能化的產品，那么現場總線控制系統(tǒng)的特點也就不存在了，所謂簡化系統(tǒng)、方便設計、利于維護等優(yōu)越性也是虛的。
(3) FCS系統(tǒng)的本質是信息處理現場化
對于一個控制系統(tǒng)，無論是采用DCS還是采用現場總線，系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的。實際上，采用現場總線后，可以從現場得到更多的信息�，F場總線系統(tǒng)的信息量沒有減少，甚至增加了，而傳輸信息的線纜卻大大減少了。這就要求一方面要大大提高線纜傳輸信息的能力，另一方面要讓大量信息在現場就地完成處理，減少現場與控制機房之間的信息往返� ？梢哉f現場總線的本質就是信息處理的現場化。
減少信息往返是網絡設計和系統(tǒng)組態(tài)的一條重要原則 。減少信息往返常� ？蓭砀纳葡到y(tǒng)響應時間的好處 。因此 ，網絡設計時應優(yōu)先將相互間信息交換量大的節(jié)點 ，放在同一條支路里。
減少信息往返與減少系統(tǒng)的線纜有時會相互矛盾 。這時仍應以節(jié)省投資為原則來做選擇。如果所選擇系統(tǒng)的響應時間允許的話，應選節(jié)省線纜的方案。如所選系統(tǒng)的響應時間比較緊張，稍微減少一點信息的傳輸就夠用了，那就應選減少信息傳輸的方案。
現在一些帶現場總線的現場儀表本身裝了許多功能塊，雖然不同產品同種功能塊在性能上會稍有差別，但一個網絡支路上有許多功能雷同功能塊的情況是客觀存在的。選用哪一個現場儀表上的功能塊，是系統(tǒng)組態(tài)要解決的問題。
考慮這個問題的原則是：盡量減少總線上的信息往返 。一般可以選擇與該功能有關的信息輸出最多的那臺儀表上的功能塊 。
2 典型系統(tǒng)比較
通過使用現場總線 ，用戶可以大量減少現場接線，用單個現場儀表可實現多變量通信 ，不同制造廠生產的裝置間可以完全互操作，增加現場一級的控制功能 ，系統(tǒng)集成大大簡化 ，并且維護十分簡便 。
通過采用現場總線控制系統(tǒng)，到底能節(jié)省多少電纜，編者尚未做此計算。但是，我們不可以采用DCS系統(tǒng)的電廠中與自動控制系統(tǒng)有關的所用電纜公里數看出，電纜在基建投資中所占份額。
某電廠，2×300MW燃煤機組。熱力系統(tǒng)為單元制。每臺機組設置一座集中控制樓，采用機、爐、電單元集中控制方式。單元控制室的標高為12.6米，與運行層標高一致。DCS采用WDPF—Ⅱ，每臺機組設計的I/O點為4500點。
電纜敷設采用EC軟件，8個人用1.5個月時間完成電纜敷設的設計任務。
主廠房內每臺300MW機組自動化專業(yè)的電纜根數為4038根。
主廠房內每臺300MW機組自動化專業(yè)的電纜長度為350公里。
以上電纜的根數及長度均不包括全廠火災報警的廠供電纜和全廠各輔助生產車間的電纜。
電纜橋架的立柱、橋架及小槽盒全部選用鋼制鍍鋅，每臺機組約95噸。
其它電纜橋架包括直通、彎通、三通、四通、蓋板、終端封頭、調寬片、直接片等選用鋁合金材質，每臺300MW機組約為55噸。附件隨橋架提供（如螺栓、螺母）。
某電廠，4×MW燃油燃氣電站。熱力系統(tǒng)為單元制。DCS采用TELEPERM-XP。每臺機組設計I/O點數為5804點。
電纜敷設采用EC軟件，12個人用2.5個月時間完成電纜敷設的設計任務。
主廠房內每臺325MW機組自動化專業(yè)的電纜根數為4413根。
主廠房內每臺235MW機組自動化專業(yè)的電纜長度為360公里。
每臺機組全部選用鋼制鍍鋅電纜橋架，其重量約為200噸。
電站的電纜可以分為六大類：高壓電力電纜、低壓電力電纜、控制電纜、熱控電纜、弱電電纜（主要指計算機用電纜）、其它電纜。若兩臺300MW機組同時做電纜敷設，自動化專業(yè)電纜的數量大約有8500根左右。其中熱控電纜和弱電電纜將大于5000根，即約占60%左右（以根數計量）。
3 設計、投資及使用
上述的比較是偏重于純技術性的比較，以下比較擬加入經濟因素。
比較的前題是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。做為DCS系統(tǒng)發(fā)展到今天，開發(fā)初期提出的技術要求卻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)，90年代剛進入實用化，作為開發(fā)初期的技術要求：兼容開放，雙向數字通信 、數字智能現場裝置 、高速總線等 ，目前還不理想有待完善。這種狀態(tài)與現場總線國際標準的制定不能說沒有關系 。過去的十多年，各總線組織都忙于制定標準，開發(fā)產品，占領更多的市場，目的就是要擠身于國際標準，合法的占領更大的市場�，F在有關國際標準的爭戰(zhàn)已告一段落，各大公司組織都已意識到，要真正占領市場，就得完善系統(tǒng)及相關產品。我們可以做這樣的預測，不久的將來，完善的現場總線系統(tǒng)及相關產品必須成為世界現場總線技術的主流。
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，數據公路更是系統(tǒng)的關鍵，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，信息處理現場化，數字智能現場裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對減弱。因此，FCS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 、不同品牌的各種設備連入現場總線 ，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轉換。而FCS系統(tǒng)是全數字化 ，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，從而改善調節(jié)性能 。
（5）DCS它可以控制和監(jiān)視工藝全過程 ，對自身進行診斷 、維護和組態(tài) 。但是，由于自身的致命弱點，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采用全數字化技術，數字智能現場裝置發(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采用的是雙向數字通信現場總線信號制。因此，它可以對現場裝置（含變送器、執(zhí)行機構等）進行遠方診斷、維護和組態(tài)。FCS的這點優(yōu)越性是DCS無法比擬的。
（6）FCS由于信息處理現場化，與DCS相比可以省去相當數量的隔離器、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 ，FCS可以減少大量電纜與敷設電纜用的橋架等 ，同時也節(jié)省了設計、安裝和維護費用 。有專家認為可以節(jié)省66%。
對于（6） 、（7）兩點應補充說明的是 ，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60~66%。這些數字在多篇文章中出現 ，編者認為這是相互轉摘的結果 ，目前還未找到這些數字的原始出處，因此，讀者在引用這些數字時要慎重。
（8）FCS相對于DCS組態(tài)簡單，由于結構、性能標準化，便于安裝、運行、維護。
（9）用于過程控制的FCS設計開發(fā)要點。這一點并不作為與DCS的比較，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在設計開發(fā)中應重點考慮的問題。
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、壓力等的變化是緩慢的，而且還有滯后效應，因此，節(jié)點監(jiān)控并不需要快電子學的響應時間，但要求有復雜的模擬量處理能力。這一物理特征決定了系統(tǒng)基本上多采用主一從之間的集中輪詢制，這在技術上是合理的，在經濟上是有利的。
3）流量、料位、溫度、壓力等參數的測量，其物理原理是古典的，但傳感器、變送器及控制器應向數字智能化發(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，應側重于低速總線H1的設計完善。
PLC與DCS的前景
我們已經知道有的FCS是由PLC發(fā)展而來，而有的FCS是由DCS發(fā)展而來，那么，今天FCS已走向實用化，PLC與DCS前景又將如何。
PLC于60年代末期在美國首先出現，目的是用來取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計時、計數等順序控制功能，建立柔性程序控制系統(tǒng)。1976年正式命名，并給予定義：PLC是一種數字控制專用電子計算機，它使用了可編程序存儲器儲存指令，執(zhí)行諸如邏輯、順序、計時、計數與演算等功能，并通過模擬和數字輸入、輸出等組件，控制各種機械或工作程序。經過30多年的發(fā)展，PLC已十分成熟與完善，并開發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能。PLC在FCS系統(tǒng)中的地位似乎已被確定并無多少爭論。PLC作為一個站掛在高速總線上。充分發(fā)揮PLC在處理開關量方面的優(yōu)勢。另外，火力發(fā)電廠輔助車間，例如補給水處理車間、循環(huán)水車間、除灰除渣車間、輸煤車間等，在這些車間的工藝過程多以順序控制為主。PLC對于順序控制有其獨特的優(yōu)勢。編者以為，輔助車間的控制系統(tǒng)應以遵循現場總線通訊協(xié)議的PLC或能與FCS進行通訊交換信息的PLC為優(yōu)選對象。
自1973年提出第一臺以微處理器為基礎的控制器以來，它逐步完善，并最終形成功能齊全、安全可靠的數字式分散控制系統(tǒng)DCS。它的性能大大優(yōu)于以住任何一種控制系統(tǒng)�？梢詽M足火電廠DAS、MCS、SCS和APS各系統(tǒng)的各種要求，目前還可以通過工業(yè)以太網建立管理層網絡，以滿足火電廠呼聲越來越高的加強管理的要求�？梢赃@樣說，DCS系統(tǒng)的監(jiān)控可以復蓋大型火電機組的工藝全過程。
但是，自從有了FCS，并于90年代走向實用化以來，不斷有如下論點在公開刊物上發(fā)表，即：“從現在起，新的現場總線控制系統(tǒng)FCS將逐步取代傳統(tǒng)的DCS”；“當調節(jié)功能下放到現場去以后，傳統(tǒng)的DCS就沒有存在的必要而會自動消失”；“今后十年，傳統(tǒng)的4~20mA模擬信號制將逐步被雙向數字通信現場總線信號制所取代，模擬與數字的分散型控制系統(tǒng)DCS將更新換代為全數字現場總線控制系統(tǒng)FCS”……。這些論點歸納為一句話：FCS將取代DCS，DCS從此將消亡。
上述論點皆出自于權威專家之口，確實不無道理。數字通訊是一種趨勢，它代表了技術進步，是任何人阻擋不了的。雙向數字通信現場總線信號制以及由它而產生的巨大的推動力，加速現場裝置與控制儀表的變革，開發(fā)出越來越多的功能完善的數字智能現場裝置。這些都是DCS系統(tǒng)所不具備的，而由此產生的優(yōu)越性以及給火電廠的設計、配置、組態(tài)、運行、維護、管理等方面帶來的效益也是DCS系統(tǒng)所不及的
數字通訊是一種趨勢，它代表了技術進步
PLC控制系統(tǒng)基本特點
（1）從開關量控制發(fā)展到順序控制、運送處理，是從下往上的。
（2）連續(xù)PID控制等多功能，PID在中斷站中。
（3）可用一臺PC機為主站
（4）也可一臺PLC為主站，多臺同型PLC為從站
（5）PLC網格既可作為獨立DCS/TDCS
（6）大系統(tǒng)同DCS/TDCS
（7）PLC網絡如Siemens公司的SINEC—L1
（8）主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能
（9）制造商：GOULD（美）、AB（美）
DCS或TDC控制系統(tǒng)基本特點
（1）分散控制系統(tǒng)DCS與集散控制系統(tǒng)TDCS是集4C（Communication
Control、CRT）技術于一身的監(jiān)控技術
（2）從上到下的樹狀拓撲大系統(tǒng)，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(xù)的鏈路結構
（5）模擬信號
（6）一臺儀表一對線接到I/O
（7）DCS是控制（工程師站）
（8）缺點是成本高，各公司產品不能互換
（9）用于大規(guī)模的連續(xù)過程控制
（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）、Taylor（美）等。
FCS控制系統(tǒng)基本特點
（1）基本任務是：本質（本征）安全、危險區(qū)域
（2）全數字化
（3）用兩根線聯接分散的現場儀表、控制裝置、PID與控制中心，取代每臺儀器兩根線。
（4）在總線上PID與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。
（5）多變量、多節(jié)點、串行、數字通信系統(tǒng)取代單變量、單點、并行、模擬系統(tǒng)。
（6）是互聯的、雙向的、開放的取代單向的、封閉的
（7）用分散的虛擬控制站取代集中的控制站
（8）由現場電腦操縱
（9）局域網，再可與internet相通。
（10）改變傳統(tǒng)的信號標準、通信標準和系統(tǒng)標準入企業(yè)管理網。
（11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、
AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa
Siemens、 GEC—Alsthom
（12）3類FCS的典型
1）連續(xù)的工藝過程自動控制如石油化工，其中“本安防爆”技術是絕對重要的
FIP
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
從上述基本要點的描述中，我們是否注意到一點，用于過程控制的三大系統(tǒng)，沒有一個是針對電站而開發(fā)的
三大控制系統(tǒng)之間的差異
我們已經知道，FCS是由DCS與PLC發(fā)展而來
1 差異要點
·DCS
DCS系統(tǒng)的關鍵是通信。也可以說數據公路是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱。由于它的任務是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網絡
通過數據公路的設計參數，基本上可以了解一個特定DCS系統(tǒng)的相對優(yōu)點與弱點
（1）系統(tǒng)能處理多少I/O信息
（2）系統(tǒng)能處理多少與控制有關的控制回路的信息。
（3）能適應多少用戶和裝置（CRT
（4）傳輸數據的完整性是怎樣徹底檢查的。
（5）數據公路的最大允許長度是多少
（6）數據公路能支持多少支路。
（7）數據公路是否能支持由其它制造廠生產的硬件（可編程序控制器
為保證通信的完整
為了保證系統(tǒng)的安全性
目前在DCS系統(tǒng)中一般使用兩類通信手段，即同步的和異步的，同步通信依靠一個時鐘信號來調節(jié)數據的傳輸和接收，異步網絡采用沒有時鐘的報告系統(tǒng)。
·FCS
FCS的關鍵要點有三點
（1）FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標準
前面的章節(jié)已經敘述，一種類型的總線，只要其總線協(xié)議一經確定，相關的關鍵技術與有關的設備也就被確定。就其總線協(xié)議的基本原理而言，各類總線都是一樣的，都以解決雙向串行數字化通訊傳輸為基本依據
為了使現場總線滿足可互操作性要求，使其成為真正的開放系統(tǒng)，在IEC國際標準，現場總線通訊協(xié)議模型的用戶層中，就明確規(guī)定用戶層具有裝置描述功能。為了實現互操作，每個現場總線裝置都用裝置描述DD來描述。DD能夠認為是裝置的一個驅動器，它包括所有必要的參數描述和主站所需的操作步驟。由于DD包括描述裝置通信所需的所有信息，并且與主站無關，所以可以使現場裝置實現真正的互操作性。
實際情況是否如上述一致，回答是否定的。目前通過的現場總線國際標準含8種類型，而原IEO國際標準只是8種類型之一，與其它7種類型總線的地位是平等的。其它7種總線
通過上述，我們是否可以得出這樣一種映象：開放的現場總線控制系統(tǒng)的互操作性，就一個特定類型的現場總線而言，只要遵循該類型現場總線的總線協(xié)議，對其產品是開放的，并具有互操作性
(2)FCS系統(tǒng)的基礎是數字智能現場裝置
數字智能現場裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐
(3) FCS系統(tǒng)的本質是信息處理現場化
對于一個控制系統(tǒng)，無論是采用DCS還是采用現場總線
減少信息往返是網絡設計和系統(tǒng)組態(tài)的一條重要原則
減少信息往返與減少系統(tǒng)的線纜有時會相互矛盾
現在一些帶現場總線的現場儀表本身裝了許多功能塊，雖然不同產品同種功能塊在性能上會稍有差別
考慮這個問題的原則是：盡量減少總線上的信息往返
2 典型系統(tǒng)比較
通過使用現場總線
通過采用現場總線控制系統(tǒng)，到底能節(jié)省多少電纜，編者尚未做此計算。但是，我們不可以采用DCS系統(tǒng)的電廠中與自動控制系統(tǒng)有關的所用電纜公里數看出，電纜在基建投資中所占份額。
某電廠，2×300MW燃煤機組。熱力系統(tǒng)為單元制。每臺機組設置一座集中控制樓，采用機、爐、電單元集中控制方式。單元控制室的標高為12.6米，與運行層標高一致。DCS采用WDPF—Ⅱ，每臺機組設計的I/O點為4500點。
電纜敷設采用EC軟件，8個人用1.5個月時間完成電纜敷設的設計任務。
主廠房內每臺300MW機組自動化專業(yè)的電纜根數為4038根
主廠房內每臺300MW機組自動化專業(yè)的電纜長度為350公里。
以上電纜的根數及長度均不包括全廠火災報警的廠供電纜和全廠各輔助生產車間的電纜。
電纜橋架的立柱、橋架及小槽盒全部選用鋼制鍍鋅，每臺機組約95噸。
其它電纜橋架包括直通、彎通、三通、四通、蓋板、終端封頭、調寬片、直接片等選用鋁合金材質，每臺300MW機組約為55噸。附件隨橋架提供（如螺栓、螺母）。
某電廠，4×MW燃油燃氣電站。熱力系統(tǒng)為單元制。DCS采用TELEPERM-XP
電纜敷設采用EC軟件
主廠房內每臺325MW機組自動化專業(yè)的電纜根數為4413根。
主廠房內每臺235MW機組自動化專業(yè)的電纜長度為360公里
每臺機組全部選用鋼制鍍鋅電纜橋架
電站的電纜可以分為六大類：高壓電力電纜、低壓電力電纜、控制電纜、熱控電纜、弱電電纜（主要指計算機用電纜）、其它電纜。若兩臺300MW機組同時做電纜敷設，自動化專業(yè)電纜的數量大約有8500根左右
3 設計
上述的比較是偏重于純技術性的比較
比較的前題是DCS系統(tǒng)與典型的
具體比較：
（1）DCS系統(tǒng)是個大系統(tǒng)
（2）DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)
（3）DCS系統(tǒng)的信息全都是二進制或模擬信號形成的
（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
（5）DCS它可以控制和監(jiān)視工藝全過程
（6）FCS由于信息處理現場化，與DCS相比可以省去相當數量的隔離器、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
對于（6）
（8）FCS相對于DCS組態(tài)簡單，由于結構、性能標準化，便于安裝、運行、維護。
（9）用于過程控制的FCS設計開發(fā)要點。這一點并不作為與DCS的比較，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在設計開發(fā)中應重點考慮的問題。
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、壓力等的變化是緩慢的，而且還有滯后效應，因此，節(jié)點監(jiān)控并不需要快電子學的響應時間，但要求有復雜的模擬量處理能力。這一物理特征決定了系統(tǒng)基本上多采用主一從之間的集中輪詢制，這在技術上是合理的，在經濟上是有利的。
3）流量、料位、溫度、壓力等參數的測量，其物理原理是古典的，但傳感器、變送器及控制器應向數字智能化發(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，應側重于低速總線H1的設計完善
PLC與DCS的前景
我們已經知道有的FCS是由PLC發(fā)展而來
PLC于60年代末期在美國首先出現，目的是用來取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計時、計數等順序控制功能，建立柔性程序控制系統(tǒng)。1976年正式命名，并給予定義：PLC是一種數字控制專用電子計算機，它使用了可編程序存儲器儲存指令，執(zhí)行諸如邏輯、順序、計時、計數與演算等功能，并通過模擬和數字輸入、輸出等組件，控制各種機械或工作程序。經過30多年的發(fā)展，PLC已十分成熟與完善，并開發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能。PLC在FCS系統(tǒng)中的地位似乎已被確定并無多少爭論。PLC作為一個站掛在高速總線上。充分發(fā)揮PLC在處理開關量方面的優(yōu)勢。另外，火力發(fā)電廠輔助車間，例如補給水處理車間
自1973年提出第一臺以微處理器為基礎的控制器以來
但是
上述論點皆出自于權威專家之口