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1、 FCS系統(tǒng) 美國(guó)陸軍的未來(lái)戰(zhàn)斗系統(tǒng)（ Future Combat Systems — FCS）,是由眾多 系統(tǒng)組成的跨軍兵種聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。在這個(gè)巨大的系統(tǒng)中，包含有 18個(gè)獨(dú)立的 子系統(tǒng)。在這18個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)中包括大量無(wú)人單位。 FCS:現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（ Fieldbus Co ntrol System） 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革， 一種世界上最新型的控制系統(tǒng)即現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（ Fieldbus Control System，F(xiàn)CS在上世紀(jì)九十年代走向?qū)嵱没?并正以迅猛的勢(shì)頭快速發(fā)展。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是目前自動(dòng)化技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn)，正越來(lái)

2、越受到國(guó)內(nèi)外 自動(dòng)化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，將給自動(dòng)化 領(lǐng)域在過(guò)程控制系統(tǒng)上帶來(lái)又一次革命，其深度和廣度將超過(guò)歷史的任何 一次，從而開(kāi)創(chuàng)自動(dòng)化的新紀(jì)元。 FCS可以說(shuō)是第五代過(guò)程控制系統(tǒng)，是由 PLC（ Programmable Logic Controller ）或 DCS （Distributed Control System ）發(fā)展而來(lái)的。 FCS與 PLC及DCS之間有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的差異。本文針對(duì) PLC DCS FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、性能和差異作一分析。 1 PLC、DCS FCS三大控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn) 目前，在連續(xù)型流程生產(chǎn)工

3、業(yè)過(guò)程控制中，有三大控制系統(tǒng)，即 PLC DCS和 FCS它們各自的基本特點(diǎn)如下： 1.1 PLC （1 ）從開(kāi)關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運(yùn)算處理，是從下往上的。 （2）邏輯控制、定時(shí)控制、 計(jì)數(shù)控制、 步進(jìn)（順序）控制、連續(xù)PID 控制、數(shù)據(jù)控制一一PLC具有數(shù)據(jù)處理能力、 通信和聯(lián)網(wǎng)等多功能。 （3 ）可用一臺(tái)PC機(jī)為主站，多臺(tái)同型 PLC為從站。 （4） 也可一臺(tái)PLC為主站，多臺(tái)同型 PLC為從站，構(gòu)成 PLC網(wǎng)絡(luò)。這 比用PC機(jī)作主站方便之處是：有用戶編程時(shí)，不必知道通信協(xié)議，只要按 說(shuō)明書(shū)格式寫就行。 （5） PLC網(wǎng)絡(luò)既可作為獨(dú)立 DCSTDCS也可作為 DCST

4、DCS的子系統(tǒng)。 （6） 主要用于工業(yè)過(guò)程中的順序控制， 新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。 1.2 DCS （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(shù)于一身的監(jiān)控技術(shù)，是第四代過(guò)程控制系 統(tǒng)。既有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制算式先進(jìn)、精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又 有儀表控制系統(tǒng)安全可靠、維護(hù)方便的要求。 （2） 從上到下的樹(shù)狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)，其中通信（ Communication ）是關(guān) 鍵。 (3) 是樹(shù)狀拓?fù)浜筒⑿羞B續(xù)的鏈路結(jié)構(gòu)，也有大量電纜從中繼站并行 到現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表。 (4) 模擬

5、信號(hào)，A/D — D/A、帶微處理器的混合。是由幾臺(tái)計(jì)算機(jī)和一 些智能儀表智能部件組成，并逐漸地以數(shù)字信號(hào)來(lái)取代模擬信號(hào)。 (5) 一臺(tái)儀表一對(duì)線接到 I/O，由控制站掛到局域網(wǎng) LAN, (6) DCS是控制(工程師站)、操作(操作員站)、現(xiàn)場(chǎng)儀表(現(xiàn)場(chǎng) 測(cè)控站)的3級(jí)結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作， 大DCS系統(tǒng)是各家不同的。 (7) 用于大規(guī)模的連續(xù)過(guò)程控制，如石化、大型電廠機(jī)組的集中控制 1.3 FCS (1) FCS是第五代過(guò)程控制系統(tǒng)， 它是21世紀(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的方向。 是 3C 技術(shù)(Communication，Computer， Control

6、 )的融合?；救蝿?wù)是: 本質(zhì)(本征)安全、危險(xiǎn)區(qū)域、易變過(guò)程、難于對(duì)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(chǎng)儀表、控制裝置，取代每臺(tái)儀表的兩根 線。“現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(diǎn)、開(kāi)放的數(shù)字通信系統(tǒng)取代單向的、單點(diǎn)、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(chǎng)自控設(shè)備，使設(shè)備具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通 信能力，信號(hào)傳輸精度高，遠(yuǎn)程傳輸。實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸全數(shù)

7、字化、控制功能 分散、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一全開(kāi)放。 (7) 可上局域網(wǎng)，再可與 in ternet 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(guò)程自動(dòng)控制如石油化工， 其中“本安防爆”技術(shù)是絕對(duì)重要的； 2)分立的工藝動(dòng)作自動(dòng)控制如汽車 制造機(jī)器人、汽車；3)多點(diǎn)控制如樓宇自動(dòng)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。 2三大控制系統(tǒng)之間的差異 2.1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(diǎn)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

8、輯控制及開(kāi)關(guān)量的控制，也 可實(shí)現(xiàn)模擬量控制。 DCS DCS或PLC系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信。也可以說(shuō)數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng) 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(jì)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(duì)絞線、同軸電纜或光纖電纜 DCS的特點(diǎn)是：（1）控制功能強(qiáng)?？蓪?shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律，如串級(jí)、 前饋、解耦、自適應(yīng)、最優(yōu)和非線性控制等。也可實(shí)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(kāi)發(fā)。（6）用組態(tài)軟件，編程簡(jiǎn)單, 操作方便。（

9、7）有良好的性價(jià)比。 通過(guò)數(shù)據(jù)公路的設(shè)計(jì)參數(shù)，基本上可以了解一個(gè)特定 的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)。 （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） 數(shù)據(jù)公路的最大允許長(zhǎng)度是多少。 （6） 數(shù)據(jù)公路能支持多少支路。 （7） 數(shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造廠生產(chǎn)的硬件 計(jì)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系統(tǒng) （可編程序控制器、 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

10、通信規(guī)約和檢錯(cuò)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(gè)時(shí)鐘信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收，異步網(wǎng)絡(luò)采用沒(méi)有 時(shí)鐘的報(bào)告系統(tǒng)。 2.1.2 FCS FCS具有（1）很好的開(kāi)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(diǎn)有三點(diǎn)： （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(wú)線電方式傳輸數(shù)字信號(hào)，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

11、是數(shù)字信號(hào)， 這就使我們很容易地處理更復(fù)雜、更精確的信號(hào)，同時(shí)數(shù)字通信的差錯(cuò)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(chǎng)設(shè)備（ Field Device ）中。基于現(xiàn) 場(chǎng)總線的FCS又是全分散、全數(shù)字化、全開(kāi)放和可互操作的新一代生產(chǎn)過(guò) 程自動(dòng)化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場(chǎng)一對(duì)一的 4?20mA模擬信號(hào)線，給傳統(tǒng)的工 業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來(lái)革命性的變化。 根據(jù)IEC61158的定義，現(xiàn)場(chǎng)總線是安裝在制造或過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置 與控制室內(nèi)的自動(dòng)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)?，F(xiàn)場(chǎng)總線使測(cè)控設(shè)備具備了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，提高了信號(hào) 的測(cè)量、傳輸

12、和控制精度，提高了系統(tǒng)與設(shè)備的功能、性能。 IEC/TC65的 SC65C/WG6T作組于1984年開(kāi)始致力于推出世界上單一的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)工 作，走過(guò)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(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)子集有八種， 分別為： ①類型1 IEC技術(shù)報(bào)告（FFH1）;②類型2 Control-NET （美國(guó) Rockwell 公司支持）；③類型3 Profibus （德國(guó)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）

13、高速以太網(wǎng) （美國(guó)Fisher Rosemount 公司支持）；⑥類型 6 Swift-Net （美國(guó)波音公 司支持）；⑦類型 7 WorldFIP （法國(guó) Alsto 公司支持）；⑧類型 8 In terbus （美國(guó)Phoe nix Con tact 公司支持）。 除了 IEC61158的8種現(xiàn)場(chǎng)總線外，IEC TC17B通過(guò)了三種總線標(biāo)準(zhǔn)： SDS（ Smart Distributed System） ； ASI （Actuator Se nsor In terface ）； Device NET。另外，ISO 公布了 ISO 11898 CAN 標(biāo)準(zhǔn)。其中 Device NET

14、于 2002年10月8日被中國(guó)批準(zhǔn)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)， 并于2003年4月1日開(kāi)始實(shí)施。 所以，要實(shí)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(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的互操作性，就一個(gè)特定類型 的現(xiàn)場(chǎng)總線而言，只要遵循同一類型現(xiàn)場(chǎng)總線的總線協(xié)議，對(duì)其產(chǎn)品是開(kāi) 放的，并具有互操作性。換句話說(shuō)，不論什么廠家的產(chǎn)品，也不一家是該 現(xiàn)場(chǎng)總線公司的產(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(kāi) 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(guò)網(wǎng)關(guān)和企業(yè)的上級(jí)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(chǎng)總線具有開(kāi)放性、互操作性、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的

15、高度分散性、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的高度智能化、 對(duì)環(huán)境的高度適應(yīng)性等諸多突出特點(diǎn)。 （2） FCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置 控制功能下放到現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)化等功能。 數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置是 FCS系統(tǒng)的硬件支撐，是基礎(chǔ)；道理很簡(jiǎn)單， FCS 系統(tǒng)執(zhí)行的是自動(dòng)控制裝置與現(xiàn)場(chǎng)裝置之間的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào) 制?，F(xiàn)場(chǎng)裝置必須遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議，即相關(guān)的通訊規(guī)約，具備數(shù)字通 信功能，能實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)字通。再一點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線的一大特點(diǎn)就是要增加現(xiàn) 場(chǎng)一級(jí)控制功能。 （3） FCS系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化 對(duì)于

16、一個(gè)控制系統(tǒng)，無(wú)論是采用 DCS還是采用現(xiàn)場(chǎng)總線，系統(tǒng)需要處 理的信息量至少是一樣多的。實(shí)際上，采用現(xiàn)場(chǎng)總線后，可以從現(xiàn)場(chǎng)得到 更多的信息?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的信息量沒(méi)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(xiàn)場(chǎng)就地完成處理，減少現(xiàn)場(chǎng)與控制機(jī)房之間的 信息往返?？梢哉f(shuō)現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)就是信息處理的現(xiàn)場(chǎng)化。 由現(xiàn)場(chǎng)智能儀表完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制運(yùn)算和數(shù)據(jù)輸出等功 能?，F(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)據(jù)（包括采集的數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線傳送到 控制室的控制設(shè)備上，控制室的控制設(shè)備用來(lái)監(jiān)視各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表的運(yùn)行狀 態(tài)，保存智能儀表上傳的

17、數(shù)據(jù)，同時(shí)完成少量現(xiàn)場(chǎng)儀表無(wú)法完成的高級(jí)控 制功能。 2.2典型系統(tǒng)比較 通過(guò)使用現(xiàn)場(chǎng)總線，用戶可以大量減少現(xiàn)場(chǎng)接線，用單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表可 實(shí)現(xiàn)多變量通信，不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以完全互操作，增加現(xiàn)場(chǎng)一 級(jí)的控制功能，系統(tǒng)集成大大簡(jiǎn)化，并且維護(hù)十分簡(jiǎn)便。典型的現(xiàn)場(chǎng)總線 系統(tǒng)框圖示于圖1。 從圖1中可以看出，傳統(tǒng)的過(guò)程控制儀表系統(tǒng)每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置到控制室 都需使用一對(duì)專用的電纜或雙絞線，以傳送 4mA~20mA言號(hào)。圖2所示現(xiàn)場(chǎng) 總線系統(tǒng)中，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置到接線盒的雙絞線仍然可以使用，但是從現(xiàn)場(chǎng) 接線盒到中央控制室僅用一根雙絞線完成數(shù)字通信。 通過(guò)采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，到底能節(jié)省多少電纜，編

18、者就不作詳細(xì) 的計(jì)算。 2.3應(yīng)用差異 上述的比較是偏重于純技術(shù)性的比較，下面就 DCS與 FCS系統(tǒng)在具體 應(yīng)用方面進(jìn)行比較。前題是 DCS系統(tǒng)與典型的、理想的 FCS系統(tǒng)進(jìn)行比較。 具體比較： （1） DCS系統(tǒng)是個(gè)大系統(tǒng)，其控制器的功能強(qiáng)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(kuò)容難度較大。而 FCS功能下放較徹底，信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，數(shù)字智能現(xiàn) 場(chǎng)裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對(duì)減弱。因此， FCS系統(tǒng)投 資起點(diǎn)低，可以邊用、邊擴(kuò)、邊投運(yùn)。 （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(kāi)

19、放式系統(tǒng)，不同廠商、不同品牌的各種產(chǎn)品基本能同時(shí)連入同一現(xiàn)場(chǎng)總 線，達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。 （3） DCS系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號(hào)形成的，必須通過(guò) D/A 與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)將D/A與A/D轉(zhuǎn)換在現(xiàn)場(chǎng)一次表完成，實(shí)現(xiàn)全數(shù) 字化通信，使精度得到大的提高， 可提高到0.1%。并且FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，縮短了控制周期，提高運(yùn)算速度，從而改 善調(diào)節(jié)性能。 （4） DCS它可以控制和監(jiān)視工藝全過(guò)程，對(duì)自身進(jìn)行診斷、維護(hù)和組 態(tài)。但是，由于自身的致命弱點(diǎn)，其 I/O信號(hào)采用傳統(tǒng)的模擬量信號(hào)，因 此，它無(wú)法在 DCS工程師站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表（含變送器、

20、執(zhí)行器等）進(jìn)行遠(yuǎn) 方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS采用全數(shù)字化技術(shù)，數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)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(cè)信息差錯(cuò)的功能。 FCS采 用的是雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。因此，它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置（含變送 器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。 （5） FCS由于信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，與 DCS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(shí)也節(jié)省了 I/O 裝置及裝置室的空間與占地面積。同時(shí)， FCS可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜 用的橋架等，同時(shí)也節(jié)省了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)用。 （6） FCS相對(duì)于DCS組態(tài)簡(jiǎn)單，由于結(jié)構(gòu)、

21、性能標(biāo)準(zhǔn)化，便于安裝、 運(yùn)行、維護(hù)。 3 PLC與DCS的前景 大家都知道FCS是由PLC或DCS發(fā)展而來(lái)，現(xiàn)在 FCS系統(tǒng)被廣泛的應(yīng) 用，那么，PLC與DCS前景又將如何。 PLC于20世紀(jì)60年代末期在美國(guó)首先出現(xiàn)，目的是用來(lái)取代繼電器， 執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)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（Programmable logic Controller ）是一種 數(shù)字控制專用電子計(jì)算機(jī)，它使用了可編程序存儲(chǔ)器儲(chǔ)存指令，執(zhí)行諸如 邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過(guò)模擬和數(shù)字輸入、輸出等 組件，控制各種機(jī)械或工作程序。經(jīng)過(guò) 30

22、多年的發(fā)展，PLC已十分成熟與 完善，并具有強(qiáng)大的運(yùn)算、處理和數(shù)據(jù)傳輸功能。并定義為可編程控制器 （Programmable Con troller PLC）。PLC在FCS系統(tǒng)中的地位似乎已被確 定并無(wú)多少爭(zhēng)論。參見(jiàn)圖 3: IEC推薦的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。 PLC 作為一個(gè)站掛在高速總線上。充分發(fā)揮 PLC在處理開(kāi)關(guān)量方面的優(yōu)勢(shì)。另 外，電廠輔助車間，例如水處理車間、循環(huán)水車間、除灰除渣車間、輸煤 車間等，這些車間的工藝過(guò)程多以順序控制為主。 PLC對(duì)于順序控制有其獨(dú) 特的優(yōu)勢(shì)。輔助車間的控制系統(tǒng)應(yīng)以遵循現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議的 PLC或能與 FCS進(jìn)行通訊交換信息的 PLC

23、為優(yōu)選對(duì)象。 現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用是工業(yè)過(guò)程控制發(fā)展的主流之一?？梢哉f(shuō) FCS的發(fā)展 應(yīng)用是自動(dòng)化領(lǐng)域一場(chǎng)革命。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)構(gòu)造低成本現(xiàn)場(chǎng)總線控制 系統(tǒng)，促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統(tǒng)開(kāi)放化，符合 工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。 總之，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)、電 動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng) (DCS后，將朝著現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)( FCS的方向發(fā)展。雖然以現(xiàn)場(chǎng)總 線為基礎(chǔ)的FCS發(fā)展很快，但 FCS發(fā)展還有很多工作要做，如統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、 儀表智能化等。另外，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的維護(hù)和改造還需要 DCS因此FCS完 全取代

24、傳統(tǒng)的DCS還需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，同時(shí) DCS本身也在不斷的發(fā)展 與完善?？梢钥隙ǖ氖?，結(jié)合 DCS工業(yè)以太網(wǎng)、先進(jìn)控制等新技術(shù)的 FCS 將具有強(qiáng)大的生命力。工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)作為一種靈活、方便、 可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，并將在控制領(lǐng) 域中占有更加重要的地位。 4結(jié)論 在未來(lái)，工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中，數(shù)字技術(shù)向智能化、開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化、 信息化發(fā)展，同時(shí)，工業(yè)控制軟件也將向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、開(kāi)放 性發(fā)展。因此現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) FCS的出現(xiàn)，數(shù)字式分散控制 DCS及 PLC 并不會(huì)消亡，DCS及 PLC系統(tǒng)會(huì)更加向智能化、開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā) 展?；蛑皇菍⑦^(guò)去處于控制系統(tǒng)中心地位的 DCS移到現(xiàn)場(chǎng)總線的一個(gè)站點(diǎn) 上去。這樣說(shuō)，DCS或 PLC處于控制系統(tǒng)中心地位的局面從此將被打破。今 后的控制系統(tǒng)將會(huì)是：FCS處于控制系統(tǒng)中心地位，兼有 DCS PLC系統(tǒng)一 種新型標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化控制系統(tǒng)。