DCS系統(tǒng)價格相對PLC系統(tǒng)較高,當(dāng)然應(yīng)從性能價格比、產(chǎn)品生命周期及用戶根據(jù)實際生產(chǎn)裝置的自控要求對DCS進(jìn)行選型、工程費用、維修費用等方面綜合考慮。更重要的是目前PLC系統(tǒng)、工控機(jī)系統(tǒng)(IPC)的價格都是以廉價著稱,所以DCS廠商在這方面面臨的形勢很嚴(yán)峻,今后5年雖然DCS可以生存,但應(yīng)在降低成本、減少維修費用、發(fā)展遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)及完善服務(wù)體系等方面多下功夫,應(yīng)對以直銷為主的方式進(jìn)行修正,即讓更多的同行能參加到DCS應(yīng)用的行列中來。
DCS的發(fā)展初衷主要是解決系統(tǒng)中的控制回路的控制算法。70年代中期,過程工業(yè)發(fā)展很快,但由于設(shè)備大型化、工藝流程連續(xù)性要求高、要控制的工藝參數(shù)增多,而且條件苛刻,要求顯示操作集中等,使已經(jīng)普及的電動單元組合儀表不能完全滿足要求,在此情況下,業(yè)內(nèi)廠商經(jīng)過市場調(diào)查,確定開發(fā)的DCS產(chǎn)品應(yīng)以模擬量反饋控制為主,輔以開關(guān)量的順序控制和模擬量開關(guān)量混合型的批量控制。所以今天DCS的優(yōu)勢仍然是實現(xiàn)模擬量控制,模擬量控制及其算法是DCS的核心技術(shù)。
從目前的DCS來看,一個控制器完成幾十個回路的運(yùn)算和幾百點的采集、再加適量的邏輯運(yùn)算,經(jīng)現(xiàn)場使用,效果是比較好的。這就產(chǎn)生控制器升級的問題了。有時控制器和檢測元件的距離還是比較遠(yuǎn),這就促進(jìn)現(xiàn)場總線的發(fā)展。
5. FCS控制系統(tǒng)
現(xiàn)場總線控制技術(shù)(FIELDBUS CONTROL SYSTEM)是*近幾年發(fā)展起來的一種新興控制系統(tǒng)。FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議,即總線標(biāo)準(zhǔn)。一種類型的總線,只要其總線協(xié)議一經(jīng)確定,相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)與有關(guān)的設(shè)備也就被確定。就其總線協(xié)議的基本原理而言,各類總線都是一樣的,都以解決雙向串行數(shù)字化通訊傳輸為基本依據(jù)。但由于各種原因,各類總線的總線協(xié)議存在很大的差異。為了使現(xiàn)場總線滿足可互操作性要求,使其成為真正的開放系統(tǒng),在IEC際標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場總線通訊協(xié)議模型的用戶層中,就明確規(guī)定用戶層具有裝置描述功能。數(shù)字化通信取代4-20mA模擬信號:傳統(tǒng)技術(shù),現(xiàn)場層設(shè)備與控制器之間的連接是一對一(一個I/O點對設(shè)備的一個測控點)所謂I/O接線方式,信號傳遞4-20mA(傳送模擬量信息)或24VDC(傳送開關(guān)量信息)信號。應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)可用一條通信電纜將控制器與現(xiàn)場設(shè)備(智能化、帶有通信接口)連接,使用數(shù)字化通信完成底層設(shè)備通信及控制要求。
現(xiàn)場總線主要技術(shù)特點之一是要求現(xiàn)場設(shè)備智能化;即應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù),要求現(xiàn)場設(shè)備(傳感器、驅(qū)動器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等設(shè)備)是帶有串行通信接口的智能化(可編程或可參數(shù)化)設(shè)備。因此,現(xiàn)場總線技術(shù)以計算機(jī)大規(guī)模集成電路的發(fā)展為基礎(chǔ)。特點之二是集現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、參數(shù)化及故障診斷為一體;現(xiàn)場總線采用計算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)連接智能化現(xiàn)場設(shè)備,因此,控制器可從現(xiàn)場設(shè)備獲取大量豐富信息,可實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送,可完成設(shè)備遠(yuǎn)程控制、參數(shù)化及故障診斷工作。
基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要優(yōu)點:(1)基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)增強(qiáng)了現(xiàn)場級信息集成能力。現(xiàn)場總線可從現(xiàn)場設(shè)備獲取大量豐富信息,能夠更好的滿足工廠自動化及CIMS系統(tǒng)的信息集成要求。現(xiàn)場總線是數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò),它不單純?nèi)〈?span>4-20mA信號,還可實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送。系統(tǒng)除完成遠(yuǎn)程控制,還可完成遠(yuǎn)程參數(shù)化工作。(2)開放式、互操作性、互換性、可集成性。不同廠家產(chǎn)品只要使用同一總線標(biāo)準(zhǔn),就具有互操作性、互換性,因此設(shè)備具有很好的可集成性。系統(tǒng)為開放式,允許其它廠商將自己專長的控制技術(shù),如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統(tǒng)中去,因此,市場上將有許多面向行業(yè)特點的監(jiān)控系統(tǒng)。(3)系統(tǒng)可靠性高、可維護(hù)性好?;诂F(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用總線連接方式替代一對一的I/O連線,對于大規(guī)模I/O系統(tǒng)來說,減少了由接線點造成的不可靠因素。同時,系統(tǒng)具有現(xiàn)場級設(shè)備的在線故障診斷、報警、記錄功能,可完成現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化工作,也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性。(4)節(jié)省成本:對大范圍、大規(guī)模I/O的分布式系統(tǒng)來說,省去了大量的電纜、I/O模塊及電纜敷設(shè)工程費用,降低了系統(tǒng)及工程成本。
數(shù)字智能現(xiàn)場裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐是基礎(chǔ),道理很簡單,FCS系統(tǒng)執(zhí)行的是自動控制裝置與現(xiàn)場裝置之間的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制。如果現(xiàn)場裝置不遵循統(tǒng)一的總線協(xié)議,即相關(guān)的通訊規(guī)約,不具備數(shù)字通信功能,那么所謂雙向數(shù)字通信只是一句空話,也不能稱之為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。再一點,現(xiàn)場總線的一大特點就是要增加現(xiàn)場一級控制功能。如果現(xiàn)場裝置不是多功能智能化的產(chǎn)品,那么現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點也就不存在了,所謂簡化系統(tǒng)、方便設(shè)計、利于維護(hù)等優(yōu)越性也是虛的。對于一個控制系統(tǒng),無論是采用DCS或PLC還是采用現(xiàn)場總線,系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的。實際上,采用現(xiàn)場總線后,可以從現(xiàn)場得到更多的信息?,F(xiàn)場總線系統(tǒng)的信息量沒有減少,甚至增加了,而傳輸信息的線纜卻大大減少了。這就是FCS系統(tǒng)的一大優(yōu)點。