控制产品的名称很多,使用的名称也不一样。常用的控制产品有DCS和PLC。我们还将DCS的概念扩展到FCS。
DCS(Distributed Contorl System),集散控制系统,又称分布式控制系统,是相对于集中式控制系统而言的一种计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。FCS(FieldBus Contorl Syestem),现场总线控制系统。它是用现场总线这一开放的、具有互操作性的网络将现场各个控制器和仪表及仪表设备互联,构成现场总线控制系统,同时控制功能彻底下放到现场,降低了安装成本和维修费用。
PLC(Program Logic Control ),可编程逻辑控制器。
FCS是由DCS和PLC发展而来的。它不仅具有DCS和PLC的特点,而且迈出了革命性的一步。目前,新的DCS和新的PLC都倾向于彼此靠拢。新型DCS具有强大的顺序控制功能;而新型PLC在处理闭环控制方面还不错,两者都可以形成大规模网络。DCS和PLC的应用范围有了很大的交叉。
DCS系统的关键是通信。也可以说,数据总线是集散控制系统DCS的主干。因为它的任务是在系统的所有组件之间提供通信网络,所以数据总线本身的设计决定了整体的灵活性和安全性。总线的介质可以是一对双绞线、同轴电缆或光纤电缆。通过数据总线的设计参数,基本可以知道一个具体DCS系统的相对优劣。
为了保证通信的完整性,大多数DCS制造商可以提供冗余数据总线。为了保证系统的安全性,采用了复杂的通信协议和错误检测技术。所谓通信协议,就是一套规则,保证传输的数据被接收并理解为传输的数据。目前,DCS系统一般采用两种通信方式,即同步和异步。同步通信依靠时钟信号来调节数据的发送和接收,而异步网络采用无时钟的报告系统。
传统模式:现场级设备与控制器的连接采用一对一的I/O连接模式。
现场总线技术:用一根电缆连接所有现场设备。
与PLC DCS相比,PLC是一个控制器,是一个孤立的产品,而DCS是一个系统。但是PLC可以和DCS控制站相比。PLC的周期约为10毫秒,而DCS控制站的周期约为500毫秒。PLC的开放性更好,作为产品独立工作的能力更强。
—— OMRON公司DCS是一个包括上层软件、网络和控制器的系统,而PLC只是一个控制器。要形成一个系统,还需要上层SCADA系统及其连接网络。
对于PID回路控制,现在三菱的过程控制器也可以像SAMA组态一样实现FBD编程;DCS系统更大,控制回路数量更多,控制和算法也更多,可以完成更复杂回路之间的控制。硬件可靠性也差不多。DCS可以做I/O冗余,PLC不行。相对而言,由PLC组成的系统成本较低。
—— 三菱电机自动化精密控制部经理
DCS是一种“分布式控制系统”。其硬件包括现场控制器、操作员站计算机、工程师站计算机以及与它们联系的网络系统。DCS的软件是一个整体方案,解决一个系统的所有技术问题,系统各部分紧密结合。
PLC是一个设备,在硬件上相当于DCS中的现场控制器;软件是本地解决方案,站间组织松散。
—— 贝加莱负责APROL产品应用开发的技术经理看漫画,读懂PLC与DCS