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（一）plc、dcs、fcs系统定义

plc控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下的应用而设计。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入或输出，控制各种类型的机械或生产过程。

dcs集散控制系统，又叫计算机分布式控制系统。它是20世纪70年代中期迅速发展起来的,它把控制技术、计算机技术、图像显示技术以及通信技术结合起来，也称作4c技术，实现了对生产过程的监视、控制和管理。它既打破了常规控制仪表功能的局限性，又较好的解决了早期计算机系统对于信息、管理和控制作用过于集中带来的危险性。

fcs 现场总线控制系统的核心是总线协议，基础是数字智能现场设备，本质是信息处理现场化。

（二）大型 plc 构成的过程控制系统的基本特点

（1）从上到下的结构,plc 既可以作为独立的 dcs, 也可以作为dcs的子系统。

（2）pid 放在控制站中,可实现连续 pid 控制等各种功能。

（3）可用一台 pc 为主站,多台同类型 plc为从站; 也可用一台 plc 为主站,多台同类型 plc 为从站,构成plc网络。

（4）主要用于工控中的顺序控制,新型plc也兼有闭环控制功能。

 （三）dcs控制系统的基本特点

（1）从上到下的树状系统,其中通信是关键。

（2）pid在控制器中，连接计算机与现场仪器仪表。

（3）是树状拓扑和并行连续的链路结构,有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。

（4）信号系统包括开关量信号和模拟信号。

（5）dcs一般是由现场仪表层、控制装置单元层、工厂（车间）层、和企业管理层构成。

（四）fcs 控制系统的基本特点 

（1）fcs是3c技术的融合。它适用于本质安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。

（2）现场设备高度智能化,提供全数字信号；一条总线连接所有的设备。

（3）从控制室到现场设备的双向数字通信总线,是互联的、双向的、串行多节点、开放的数字通信系统取代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统。

（4）控制功能彻底分散。

（五） dcs控制系统与plc控制系统的比较

dcs是一种“分散式控制系统”，而 plc 只是一 种控制“装置”，两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调，plc 装置只实现本单元所具备的功能。网络方面，网络是控制系统的中枢神经。

dcs 系统如 hollias macs系统的网络，由上至下分为系统网络和控制网络两个层次，系统网络实现现场控制站与系统操作员站的互连，控制网络实现现场控制站与智能 i/o单元的通讯，信息传输实时可靠。

而 plc 因为基本上都为个体工作，其在与别的 plc 或上位机进行通讯时，所采用的网络形式基本都是单网结构。在网络安全上，plc没有很好的保护措施。

dcs 在整个设计上留有大量的可扩展性接口，外接系统或扩展系统都十分方便，plc所搭接的整个系统完成后，想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。dcs安全性为保证 dcs 控制设备的安全可靠，dcs采用了双冗余的控制单元,当重要控制单元出现故障时，都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元，保证整个系统的安全可靠。

plc 所搭接的系统基本没有冗余的概念，就更谈不上冗余控制策略。特别是当其某个plc单元发生故障时，不得不将整个系统停下来，才能进行更换维护并需重新编程。所以dcs系统要比plc安全可靠性上高一个等级。dcs 与plc 硬件可靠性差不多。plc 的优势在于软件方面，plc 采用的是顺序扫描机制，plc在高速的顺序控制中占主导地位。plc的循环周期在10ms 秒左右, 而dcs 控制站在500ms 左右。

dcs 实现顺序联锁功能 相对于plc来讲是弱势,且逻辑执行速度不如 plc。相对而言，plc构成的系统成本更低。dcs 的现场控制站层通常采用集中式控制，尽管支持远程分布式 i/o，但由于成本原因，很少采用。而plc基于现场总线的远程分布式 i/o 体积小更灵活易用，能有效地节省接线成本。

（六）fcs控制系统与dcs控制系统的比较

可以说fcs 兼备了dcs 与 plc的特点,而且跨出了革命性的一步。

（1）fcs是全开放的系统,其技术标准也是全开放的，fcs 的现场设备具有互操作性，装置互相兼容,因此用户可以选择不同厂商、不同品牌的产品，达到zuijia的系统集成；dcs 系统是封闭的,各厂家的产品互不兼容。

（2）fcs 的信号传输实现了全数字化,其通信可以从底层的传感器和执行器直到高层,为企业的mes 和 erp提供强有力的支持，更重要的是它还可以对现场装 置进行远程诊断、维护和组态；dcs 的通信功能受到很大限制，虽然它也可以连接到internet，但它连不到底层，它提供的信息量也是有限的，它不能对现场设备进行远程操作。

（3）fcs 的结构为全分散式，它废弃了 dcs 中的 i /o单元和控制站，把控制功能下放到现场设备，实现了彻底的分散，系统扩展也变得十分容易；dcs的分散只是到控制器一级，它强调控制器的功能，数据公路更是其关键。

（4）fcs 的全数字化,控制系统精度高,可以达到土0.1％；而dcs 的信号系统是二进制或模拟式的，必须有a /d 、d/ a环节，所以其控制精度为土 0.5 ％。

（5）fcs 可以将pid闭环功能放到现场的变送器或执行器中，加上数字通信，所以缩短了采样和控制周期，目前可以从 dcs的每秒2-5次，提高到每秒10-20 次，从而改善了调节性能。

（6）由于 fcs省去了大量的硬件设备、电缆和电缆安装辅助设备，节约了大量的安装和调试费用，所以它的造价要远低于dcs。

fcs是一个开放的、完全分布式的、智能控制的系统。但传统dcs、plc系统已经被使用了几十年来，发展成为一个实用型的、可靠性高的系统。随着它们各自的发展，都有向对方靠拢的趋势。像新型的dcs已有很强的顺序控制功能；而新型的plc，在处理闭环控制方面也不弱，并且两者都能组成大型控制网络。