1名称对比

PLC(Programmable Logic Controller),可编程逻辑控制器

DCS(Distributed Control System),集散控制系统

FCS(Fieldbus Control System),现场总线控制系统

2结构组成

PLC:主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成

DCS:主要是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术。

DCS包括过程级、操作级和管理级,过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成,是系统控制功能的主要实施部分。

操作级包括:操作员站和工程师站,完成系统的操作和组态。

管理级主要指工厂管理信息系统(MIS系统),是DCS更高层次应用。

FCS:

FCS是由DCS与PLC发展而来,具备DCS与PLC的特点。

3功能特点

PLC功能特点

(1)可靠性高。

PLC多采用单片微型计算机,集成度高,再加上相应的保护电路及自诊断功能,提高了系统的可靠性。

(2)编程容易

PLC的编程多采用继电器控制梯形图及命令语句,其数量比微型机指令要少得多,一般的小型PLC只有16条左右。

且由于梯形图形象而简单,因此容易掌握、使用方便,甚至不需要计算机专业知识,就可进行编程。

(3)组态灵活

由于PLC采用积木式结构,用户只需要简单地组合,便可灵活地改变控制系统的功能和规模,因此,可适用于任何控制系统。

(4)输入/输出功能模块齐全

针对不同的现场信号(如直流或交流、开关量、数字量或模拟量、电压或电流等),均有相应的模板可与工业现场的器件(如按钮、开关、传感电流变送器、电机启动器或控制阀等)直接连接,并通过总线与CPU主板连接。

(5)安装方便

PLC的安装既不需要专用机房,也不需要严格的屏蔽措施。使用时只需把检测器件与执行机构和PLC的I/O接口端子正确连接,便可正常工作。

(6)运行速度快

由于PLC的控制是由程序控制执行的,因而不论其可靠性还是运行速度,都是继电器逻辑控制无法相比的。

DCS功能特点

(1)高可靠性

DCS系统结构采用容错设计,单台设备计算机故障不会导致整个系统紊乱。另外系统中计算机承担任务单一,常采用具有特定结构和软件的的专用计算机,使系统中每台计算机的可靠性提高。

(2)开放性

采用模块化、标准化、开放式设计,各计算机采用局域网方式通信,如需改变系统功能时,拆卸或新增计算机不影响其他计算机工作。

(3)灵活性

通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态,即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图像库调用基本图形组成所需的各种监控画面和报警画面,从而方便所需的控制信系统。

(4)易于维护

当某一局部或单一计算机出现故障,可实现在线更换,迅速排除故障。

(5)协调性

各工作站之间通过通信网络传送各种数据,整个系统信息共享,协调工作,以完成控制系统的总体功能和优化处理。

(6)控制功能齐全

控制算法丰富,集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体,可实现串级、前馈、自适应和预测控制等先进控制,并可方便地加入所需的特殊控制算法。

FCS功能特点

FCS是第五代过程控制系统,是由PLC或DCS发展而来的。因此FCS与DCS、PLC之间有着千丝万缕的联系,但有有着本质的差异。其功能特点如下:

(1)全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。

(2)用两根线联接分散的现场仪表、控制装置,取代每台仪表的两根线。“现场控制”取代“分散控制”;数据的传输采用“总线”方式。

(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)用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。

(5)把微机处理器转入现场自控设备,使设备具有数字计算和数字通信能力,信号传输精度高,远程传输。实现信号传输全数字化、控制功能分散、标准统一全开放。

(6)可上局域网,再可与internet相通。既是通信网络,又是控制网络。

4PLC、DCS、FCS三者联系与区别

PLC与DCS的区别

(1)DCS更侧重于过程控制领域(如化工、冶炼、制药等)主要是一些现场参数的监视和调节控制,而PLC则侧重于逻辑控制(机械加工类)。当然现在的PLC也能很好的处理过程控制问题,但是没有DCS专业。

(2)模拟量大于100个点以上的,一般采用DCS;模拟量在100个点以内的,一般采用PLC。

(3)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。

(4)DCS网络是整个系统的中枢神经,DCS系统通常采用的国际标准协议 TCP/IP。它是安全可靠双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好。而 PLC因为基本上都为单个小系统工作,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,网络协议也经常与国际标准不符。

(5)DCS系统所有 I/O模块都带有 CPU,可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换,故障带电拔,随机更换。而PLC模块只是简单电气转换元,没有智能芯片,故障后相应单元全部瘫痪。

DCS与FCS的区别

大咖观点

PLC与DCS无法比较,PLC是控制器,是孤立的产品。而DCS是系统。但PLC可以与DCS的控制站比较,PLC的循环周期在10ms左右,而DCS控制站在500ms左右,PLC的开放性更好,作为产品独立工作能力更强。

——OMRON公司 陆斌

DCS与PLC的区别,最关键的两点,一是DCS是分布式控制,拥有全局数据库。二是PLC是顺序扫描机制,DCS是以时间为基准的控制。

——罗克韦尔自动化过程市场产品经理 王广野

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