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FCS
 
1．FCS是第五代過程控制系統(tǒng)，它是21世紀(jì)自動化控制系統(tǒng)的方向。是3C技術(shù)（Communication，Computer， Control）的融合。基本任務(wù)是：本質(zhì)（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(shù)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(lián)接分散的現(xiàn)場儀表、控制裝置，取代每臺儀表的兩根線?！艾F(xiàn)場控制”取代“分散控制”；數(shù)據(jù)的傳輸采用“總線”方式。
 
4．從控制室到現(xiàn)場設(shè)備的雙向數(shù)字通信總線，是互聯(lián)的、雙向的、串行多節(jié)點、開放的數(shù)字通信系統(tǒng)取代單向的、單點、并行、封閉的模擬系統(tǒng)。
 
5．用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。
 
6．把微機(jī)處理器轉(zhuǎn)入現(xiàn)場自控設(shè)備，使設(shè)備具有數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，信號傳輸精度高，遠(yuǎn)程傳輸。實現(xiàn)信號傳輸全數(shù)字化、控制功能分散、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一全開放。
 
7．可上局域網(wǎng)，再可與internet相通。既是通信網(wǎng)絡(luò)，又是控制網(wǎng)絡(luò)。
 
8．3類FCS的典型應(yīng)用：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(shù)是絕對重要的；2）分立的工藝動作自動控制如汽車制造機(jī)器人、汽車；3）多點控制如樓宇自動化。
 
這三大控制系統(tǒng)，尤其是DCS、PLC，都在電站得到了廣泛應(yīng)用，而且效果也非常好。
 
系統(tǒng)差異
 
差異
 
2.1.1 DCS或PLC
 
PLC系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差異不大，只是在功能的著重點上的不同，DCS著重于閉環(huán)控制及數(shù)據(jù)處理。PLC著重于邏輯控制及開關(guān)量的控制，也可實現(xiàn)模擬量控制。
 
DCS或PLC系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信。也可以說數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng)DCS及PLC的脊柱。由于它的任務(wù)是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網(wǎng)絡(luò)，因此，數(shù)據(jù)公路自身的設(shè)計就決定了總體的靈活性和安全性。數(shù)據(jù)公路的媒體可以是：一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。
 
DCS的特點是：（1）控制功能強(qiáng)?？蓪崿F(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律，如串級、前饋、解耦、自適應(yīng)、最優(yōu)和非線性控制等。也可實現(xiàn)順序控制。（2）系統(tǒng)可靠性高。（3）采用CRT操作站有良好的人機(jī)界面。（4）軟硬件采用模塊化積木式結(jié)構(gòu)。（5）系統(tǒng)容易開發(fā)。（6）用組態(tài)軟件，編程簡單，操作方便。（7）有良好的性價比。
 
通過數(shù)據(jù)公路的設(shè)計參數(shù)，基本上可以了解一個特定DCS或PLC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(guān)的控制回路的信息。
 
3．能適應(yīng)多少用戶和裝置（CRT、控制站等）。
 
4．傳輸數(shù)據(jù)的完整性是怎樣徹底檢查的。
 
5．?dāng)?shù)據(jù)公路的最大允許長度是多少。
 
6．?dāng)?shù)據(jù)公路能支持多少支路。
 
7．?dāng)?shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造廠生產(chǎn)的硬件（可編程序控制器、計算機(jī)、數(shù)據(jù)記錄裝置等）。為保證通信的完整，大部分DCS或PLC廠家都能提供冗余數(shù)據(jù)公路。
 
為了保證系統(tǒng)的安全性，使用了復(fù)雜的通信規(guī)約和檢錯技術(shù)。所謂通信規(guī)約就是一組規(guī)則，用以保證所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)接收與發(fā)送。
 
目前在DCS和PLC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(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收，異步網(wǎng)絡(luò)采用沒有時鐘的報告系統(tǒng)。
 
2.1.2 FCS
 
FCS具有
 
（1）很好的開放性、互操作性和互換性。
 
（2）全數(shù)字通信。
 
（3）智能化與功能自治性。
 
（4）高度分散性。
 
（5）很強(qiáng)的適用性。
 
FCS的關(guān)鍵要點有三點：
 
1．FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標(biāo)準(zhǔn)。
 
采用雙絞線、光纜或無線電方式傳輸數(shù)字信號，減少大量導(dǎo)線，提高了可靠性和抗干擾能力。FCS從傳感器、變送器到調(diào)節(jié)器一直是數(shù)字信號，這就使我們很容易地處理更復(fù)雜、更精確的信號，同時數(shù)字通信的差錯功能可檢出傳輸中的誤碼。
 
FCS可以將PID控制徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備（Field Device）中。基于現(xiàn)場總線的FCS又是全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場一對一的4～20mA模擬信號線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來革命性的變化。
 
根據(jù)IEC61158的定義，現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場總線使測控設(shè)備具備了數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統(tǒng)與設(shè)備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組于1984年開始致力于推出世界上單一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)工作，走過了16年的艱難歷程，于1993年推出了IEC61158-2，之后的標(biāo)準(zhǔn)制定就陷于混亂。2000年初公布的IEC61158現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)子集有八種，分別為：
 
①類型1 IEC技術(shù)報告（FFH1）；②類型2 Control-NET（美國Rockwell公司支持）；③類型3 Profibus（德國Siemens公司支持）；④類型4 P-NET（丹麥Process Data公司支持）；⑤類型5 FFHSE（原FFH2）高速以太網(wǎng)（美國Fisher Rosemount公司支持）；⑥類型6 Swift-Net（美國波音公司支持）；⑦類型7 WorldFIP（法國Alsto公司支持）；⑧類型8 Interbus（美國Phoenix Contact公司支持）。
 
除了IEC61158的8種現(xiàn)場總線外，IEC TC17B通過了三種總線標(biāo)準(zhǔn)：SDS（Smart Distributed System）；ASI（Actuator Sensor Interface）；Device NET。另外，ISO公布了ISO 11898 CAN標(biāo)準(zhǔn)。其中Device NET于2002年10月8日被中國批準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)，并于2003年4月1日開始實施。
 
所以，要實現(xiàn)這些總線類型的相互兼容和互操作，就目前狀態(tài)而言，幾乎是不可能的。開放的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的互操作性，就一個特定類型的現(xiàn)場總線而言，只要遵循同一類型現(xiàn)場總線的總線協(xié)議，對其產(chǎn)品是開放的，并具有互操作性。換句話說，不論什么廠家的產(chǎn)品，只要遵循同一類型總線的總線協(xié)議，產(chǎn)品之間是開放的，并具有互操作性，就可以組成總線網(wǎng)絡(luò)。
 
另外，F(xiàn)CS還可以通過網(wǎng)關(guān)和企業(yè)的上級管理網(wǎng)絡(luò)相連，以便管理者掌握第一手資料，為決策提供依據(jù)。所以現(xiàn)場總線具有開放性、互操作性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、現(xiàn)場設(shè)備的高度智能化、對環(huán)境的高度適應(yīng)性等諸多突出特點。
 
2．FCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場裝置
 
控制功能下放到現(xiàn)場儀表中，控制室內(nèi)儀表裝置主要完成數(shù)據(jù)處理、監(jiān)督控制、優(yōu)化控制、協(xié)調(diào)控制和管理自動化等功能。

 

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