FCS（現場總線控制系統）是基于DCS（分散控制系統）和PLC（可編程plc控制器）而開發的系統。FCS不僅具有DCS和PLC的特點，而且邁出了革命性的一步。目前，新的DCS和新的PLC相互接近，新的DCS具有強大的順序控制功能。新的PLC在處理閉環控制方面很好。它們可以形成一個大網絡。DCS和PLC的應用範圍非常交叉。

一、主要區别點

1、DCS

DCS系統的關鍵是通信。也可以說，數據高速公路是DCS的主幹。因為它的任務是為系統的所有組件提供通信網絡，所以數據高速公路本身的設計決定了整體的靈活性和安全性。高速公路數據的介質可以是:一對雙絞線、同軸電纜或光纜。

通過數據高速公路的設計參數，我們可以基本了解特定DCS系統的相對優勢和劣勢。

(1)系統可以處理多少I/O信息。

(2)系統能處理多少與控制相關的控制回路信息。

(3)有多少用戶和設備(CRT、控制站等。)可以容納。

(4)如何在很大程度上檢查傳輸數據的完整性。

( 5)數據高速公路的允許長度是多少？

(6)數據高速公路可以支持多少個分支。

(7)數據高速公路能否支持硬件(可編程控制器、計算機、數據記錄設備等。

為了确保通信的完整性，大多數DCS制造商可以提供冗餘數據高速公路。

以确保系統的安全性。使用複雜的通信協議和錯誤檢測技術。所謂通信協議，就是一套規則，保證傳輸的數據被接收并理解為傳輸的數據。目前，在DCS系統中，一般采用兩種通信方式，即同步通信和異步通信。同步通信依靠時鐘來調節數據的發送和接收，而異步網絡采用沒有時鐘的報告系統。

2、FCS

功能界别的要點如下。

(1)FCS系統的核心是總線協議，即總線标準。

一種類型的總線，隻要确定了它的總線協議，相關的關鍵技術和相關設備也就确定了。就其總線協議的基本原理而言，各種總線都是一樣的，都是基于雙向串行數字通信傳輸的解決方案。但是由于各種原因，各種總線的總線協議差别很大。

為了滿足現場總線的互操作性要求，使其成為真正開放的系統，原IEC國際标準和現場總線通信協議模拟的用戶層明确規定用戶層具有設備描述功能。為了實現互操作性，每個現場總線設備由設備描述DD來描述。DD可以看作是設備的一個驅動，包含了主站需要的所有必要的參數描述和操作步驟。DD包含了描述設備通信所需的所有信息，與主站無關，因此可以使現場設備實現真正的互操作。

實際情況是否和上面一樣，答案是否定的，目前采用的現場總線國際标準有八類，而原來的IEC國際标準隻是八類之一，和其他七類總線是平等的。還有七種其他類型的公交車，不考慮市場份額。每種總線協議都由一套軟件和硬件支持。他們可以形成系統和産品。但是，以前的IEC現場總線國際标準是一個空架子，既沒有軟件支持，也沒有硬件支持。目前，要實現這些總線的兼容和互操作幾乎是不可能的。

通過以上，我們能否得到這樣一個形象的說法:開放式現場總線控制系統的互操作性，就某一特定類型的現場總線而言，隻要遵循該類型現場總線的總線協議，其産品就是開放的、互操作的。換句話說，不管什麼廠商的産品都不一定是這個現場總線公司的産品，隻要遵循這個現場總線的總線協議，産品是開放的，互操作的，就可以。

(2)FCS系統的基礎是數字式智能現場設備。

智能現場設備是FCS系統的硬件支持和基礎。原因很簡單。FCS系統實現自動控制設備和現場設備之間的雙向數字通信現場總線信号系統。如果現場設備不遵循統一的總線協議，即相關的通信協議，不具備數字通信功能，那麼所謂的雙向數字通信就隻是一句空話，不能稱之為現場總線控制系統。還有一點，現場總線的一大特點是增加了現場級控制功能。如果現場設備不是多功能、智能化的産品，那麼現場總線的控制系統的特性就不會存在，簡化系統、方便設計、方便維護的優勢也是虛無缥缈的。

(3)FCS系統的本質是現場信息處理。

對于一個控制系統，無論采用DCS還是現場總線，系統需要處理的信息量至少是相同的。事實上，采用現場總線後，可以從現場獲得更多的信息。現場總線系統的信息量沒有減少，甚至增加了，而傳輸信息的電纜卻大大減少了。這就要求一方面電纜傳輸信息的能力要大大提高；另一方面，大量的信息要在現場處理，減少現場與控制室之間的信息往返。可以說，現場總線的本質是信息處理的現場工作。

減少信息往返是網絡設計和系統配置的重要原則。減少信息往返通常可以帶來改善系統響應時間的好處。因此。在網絡的設計中，信息交換量大的節點應首先放在同一分支中。

減少信息往返和減少系統電纜有時是相互矛盾的。這時候選擇還是應該以節省投資為原則。如果所選系統的響應時間允許，應選擇節省電纜方案。如果所選系統的響應時間比較緊，減少一點信息的傳輸就足夠了，那麼就應該選擇減少信息傳輸的方案。

目前，一些采用現場總線的現場儀表配備了許多功能塊。雖然不同産品的相同功能塊的性能會略有不同，但是一個網絡分支中有很多相似的功能塊是客觀存在的。選擇哪種現場儀表功能是系統配置中需要解決的問題。

考慮這個問題的原則是:盡量減少公交車上的信息往返。一般可以選擇儀器上與該功能相關的信息輸出較多的功能塊。

二、典型系統的比較

通過使用現場總線，用戶可以大大減少現場布線，實現單台現場儀表的多變量通信，完全互操作不同廠家生産的設備，增加現場級控制功能，大大簡化系統集成，維護非常簡單。在傳統的過程控制系統中，每個現場設備都需要使用專用的雙絞線将4-20mA信号傳輸到控制室。在現場總線系統中，從每個現場設備到接線盒的雙絞線仍然可以使用，但隻使用一根雙絞線來完成從現場接線盒到中央控制室的數字通信。

采用現場總線控制系統可以節省多少電纜？編輯還沒有做這個計算。但是，我們可以從與自動控制系統相關的DCS系統的電廠中使用的電纜的公裡數看出電纜在基礎設施投資中所占的份額。

1.一座電廠，2×300MW燃煤機組

熱力系統是單位系統。每台機組設置一座集控樓，集控樓采用機、爐、電集中控制方式。控制室标高為12.6米，與操作層标高一緻。采用DCS WDPF-II，每台機組的設計I/O點數為4500點。

電纜鋪設采用俄羅斯EC元器件，8人1.5個月完成了鋪設的設計任務。

主廠房每台300MW機組自動化專業電纜4038根。

主廠房每台300MW機組自動化專業電纜長度為350km。

上述電纜的數量和長度不包括全廠火災報警的廠供電纜和全廠輔助生産車間的電纜。

電纜橋架的立柱、橋架、小槽箱均采用鍍鋅鋼制作，每台約95t。

其他電纜橋架，包括直通、彎通、三通、四通、蓋闆、終端頭、調寬件、直管件，均為鋁合金材質，每台300MW機組約55t。

橋架配有附件(如螺栓和螺母)。

2.一座電廠:4×325MW燃油電廠

熱力系統是單位系統。TELEPERM——XP被DCS采用。每台機組的設計I/O點為5804點。

電纜敷設采用EC軟件，12個人用2.5個月完成了電纜敷設的設計任務。

主廠房每台325MW機組自動化專業電纜4413根。

主廠房每台325MW機組自動組裝電纜長度為360km。

每台機組采用鋼制鍍鋅電纜橋架，質量約250噸

3.電站電纜可分為六大類:高壓電力電纜、低壓電力電纜、控制電纜、熱控電纜、弱電電纜(主要是電腦電纜)和其他電纜。如果兩台300MW機組同時敷設電纜，自動化專業電纜數量約為8500根。其中，熱控電纜和弱電電纜将超過500根，約占60%(以電纜數量衡量)。

三、設計、投資和使用

以上比較側重于純技術比較，以下比較意在包含經濟因素。

比較的前提是DCS系統與典型的、理想的FCS系統進行比較。你為什麼做出這樣的假設？作為一個發展到今天的DCS系統，發展初期提出的技術要求已經得到了滿足和完善，目前的情況是進一步完善，所以沒有典型和理想的說法。作為一個FCS系統，在90年代才剛剛投入實際使用。作為開發的初始技術要求:兼容開放式、雙向數字通信、數字智能現場設備、高速總線等。，還是不太理想，需要改進。這種狀态與現場總線國際标準的制定無關。這十年來，所有的公交組織都在忙着制定标準，開發産品，占領更多的市場，目的就是擠進國際标準，合法占領更多的市場。現在國際标準之争已經告一段落，各大公司和組織都意識到，要想真正占領市場，就必須改進自己的系統和相關産品。我們可以預見，在不久的将來，完善的現場總線系統及相關産品必将成為世界現場總線技術的主流。

具體對比:

(1)DCS系統是一個大系統，其控制器功能強大，在系統中起着重要作用，而數據高速公路是系統的關鍵。所以整體投資必須一步到位，之後很難再擴大。然而，FCS的功能在很大程度上是分散的，信息處理是本地化的，數字智能現場設備的廣泛使用，使得控制器的功能和重要性相對減弱。因此，FCS系統投資起點低，可同時使用、擴建和投入運行。

(2)DCS系統是一個封閉系統，各公司産品基本不兼容。FCS系統是一個開放的系統，用戶可以選擇不同制造商和品牌的各種設備連接到現場總線，從而實現優秀的系統集成。

(3)DCS系統的信息全部由二進制或模拟信号形成，必須有D/A和A/D轉換。FCS系統是全數字化的，省去了D/A和A/D轉換，具有高集成度和高性能，可以将精度從0.5%提高到0.1%。

(4)FCS系統可以将PID閉環控制功能安裝到變送器或執行器中，縮短了控制周期。目前可以從DCS中的每秒2-5次提高到FCS中的每秒10-20次，從而提高調節性能。

(5)DCS系統能對整個過程進行控制和監視，并能進行自我診斷、維護和配置。但由于其自身的緻病弱點，其I/O信号采用傳統的模拟信号，因此無法遠程診斷、維護和配置現場儀表(包括變送器、執行器等。)在DCS工程師站。FCS系統采用全數字化技術，數字化智能現場設備發送多變量信息，不僅僅是單變量信息，還具有檢測信息錯誤的功能。FCS系統采用雙向數字通信現場總線信号系統。因此，它可以診斷、維護和配置現場設備(包括變送器和執行器)。FCS系統的這種優勢是DCS系統無法比拟的。

(6)與DCS系統相比，由于信息處理的本地化，FCS系統可以節省相當數量的隔離器、端子櫃、I/O端子、I/O卡、I/O文件和I/O櫃。同時也節省了I/O設備和設備間的空間和占地面積，有專家認為可以節省60%。

（7)和(6)的原因一樣，FCS系統可以減少大量的電纜和電纜橋架等。，同時節省設計、安裝和維護費用。有專家認為可以節省66%。

對于第(6)點和第(7)點，需要補充的是，采用FCS系統節省投資的效果毋庸置疑，但是否如一些專家所說的高達66%。這些數字出現在很多文章中，編輯認為這是相互抽象的結果。目前，這些數字的原始來源尚未找到。因此，讀者在引用數字時要謹慎。

(8)與DCS相比，FCS配置簡單，由于其标準化的結構和性能，易于安裝、操作和維護。

(9)過程控制的FCS設計和開發要點。這不是對DCS的比較，而僅僅是對設計和開發用于過程控制或模拟連續過程的FCS時應考慮的關鍵問題的描述。

①要求母線具有防爆功能，這一點至關重要。

②基礎監控，如流量、料位、溫度、壓力等。，變化慢，有滞後效應。因此，節點監控不需要快速的電子響應時間，但需要複雜的模拟處理能力。這一物理特性決定了系統基本采用主從集中輪詢系統，技術上合理，經濟上有利。

③測量流量、料位、溫度、壓力等參數的物理原理是經典的，但傳感器、變送器、控制器要向數字化智能化發展。

④作為一個為連續過程及其儀表開發的FCS系統，我們應該重點關注低速總線H1的設計。

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