随着电力资源的不足,推动电站汽轮机、燃汽轮机市场的快速发展,新发电机组招标和老机改造正在紧锣密鼓的蓄势待发。而基于我们轻车熟路的DEH控制系统却逐步将被DCS系统所取代。我们的生存面临着严峻的挑战。我们费尽心血设计、调试的多种DEH控制系统成功投入运行,却没有一个系统的知识产权是完全属于自己的。业绩被别人一个个地写入产品样本中,而配套产品成本完全受制于成套供应商,并且大有逐步蚕食我们打下的天下之势。我们究竟是否需要开发自己DCS系统以完善配套DEH控制系统、逐步扩展我们的市场空间,还是维持现状坐观工控产业的日新月异的发展?下面我就针对以上情况谈一点自己的看法,供领导和有识之士参考。
关键词:FCS (现场总线控制系统)、DCS (集散控制系统)、PCS(过程控制系统)、 PLC(可编程逻辑控制器)
1.集散控制系统DCS与现场总线控制系统FCS的比较
1、1 概述FCS、DCS
FCS是在DCS的基础上发展起来的,FCS顺应了自动控制系统的发展潮流,它必将替代DCS。这已是业内人士的基本共识。然而,任何新事物的发生,发展都是在对旧事物的扬弃中进行的,FCS与DCS的关系必然也不例外。FCS代表潮流与发展方向,而DCS则代表传统与成熟,也是独具优势的事物。特别是现阶段,FCS尚没有统一的国际标准而呈群雄逐鹿之势,DCS则以其成熟的发展,完备的功能及广泛的应用而占居着一个尚不可完全替代的地位。本人认为:现场总线控制系统FCS应该与集散式控制系统DCS相互兼容。
无论是FCS或者是DCS,它们最终是为了满足整个生产过程而进行的系统控制(PCS)。
首先以工程成本与效益看,现场总线的根本优势是良好的互操作性;结构简单,从而布线费用低;控制功能分散,灵活可靠,以及现场信息丰富。然而这些优势是建立在 FCS系统初装的前提下,倘诺企业建立有完善的DCS,现在要向FCS过渡,则必须仔细考虑现有投资对已有投资的回报率。充分利用已有的DCS设施,现有DCS的布线以及成熟的DCS控制管理方式来实现FCS是我们应选之途。
虽然现场总线对已有的数字现场协议有优势可言,但向其过渡的代价与风险是必须分析清楚的。再者,从技术的继承及控制手段上,也要求FCS与DCS应相兼容。FCS实现控制功能下移至现场层,使DCS的 多层网络被扁平化,各个现场设备节点的独立功能得以加强,因此,在FCS中有必要增加和完善现场子层设备间的数据通讯功能。
由于历史的原因,DCS通常拥有大型控制柜用以协调各个设备,同时更强调层与层的数据传输。可见,两种控制在策略上各具优势。DCS适用于较慢的数据传输速率;FCS则更适用于较快的数据传输速率,以及更灵活的处理数据。然而,当数据量超过一定值过于偏大时,如果同层的设备过于独立,则很容易导致数据网络的堵塞。要解决这个问题,拟设立一个适当的监控层用以协调相互通讯的设备,必然是有益的,DCS就能轻松地胜任这一工作。可见,为使FCS的控制方式和手段完善化,是有必要借鉴DCS的一些控制思想的。
要把握新世纪工业过程控制的发展趋势,无论在学术研究或是工程应用方面都有必要使FCS综合与继承DCS的成熟控制策略;与此同时,DCS的发展也应追寻FCS控制策略的新思想,使其具有新的生命力。DCS应能动地将底层控制权交付给FCS系统,将较高层的系统协调管理功能发扬光大,完成对新时代,新形势的工业控制系统的智能设备集成。
1、2现场总线传输特点
现场总线控制系统(FCS)是顺应智能现场仪表而发展起来的。它的初衷是用数字通讯代替4-20mA模拟传输技术,但随着现场总线技术与智能仪表管控一体化(仪表调校、控制组态、诊断、报警、记录)的发展,在控制领域内引起了一场前所未有的革命。控制专家们纷纷预言:FCS将成为21世纪控制系统的主流。
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