浅谈汽轮机DCS集散控制系统产品开发

### 汽轮机DCS集散控制系统与FCS现场总线控制系统对比分析 #### 一、DCS与FCS的定义与基本特征 - **DCS（Distributed Control System，集散控制系统）**：是一种分布式控制系统，由多个分散在现场的控制器通过通信网络连接起来，共同完成对生产过程的监视、控制和管理。它将控制系统划分为几个层次，包括管理层、控制层和现场层等。这种结构使得DCS能够更好地应对大规模生产过程的复杂性和变化性。 - **FCS（Fieldbus Control System，现场总线控制系统）**：是基于现场总线技术的一种控制系统。相较于传统的DCS，FCS将更多的控制功能下放到现场设备层面，实现了控制功能的分散化和智能化。这种方式减少了控制柜的需求，简化了系统架构，提高了系统的灵活性和可靠性。 #### 二、FCS与DCS的比较分析 1. **从工程成本与效益角度看**： - **FCS** 的优势在于互操作性强、结构简单且布线成本低，能够提供丰富的现场信息。 - 对于已经拥有完善DCS的企业来说，向FCS过渡需要考虑现有投资回报率。合理的做法是保留并充分利用现有的DCS设施，以减少改造成本。 2. **从技术继承及控制手段上看**： - FCS增强了现场设备的独立功能，但在某些情况下可能因数据量过大而导致网络拥堵。 - DCS则在协调大量设备间的通讯方面表现更佳。为了弥补FCS在这方面的不足，可以借鉴DCS的一些控制策略，如设立适当的监控层。 3. **从未来发展角度看**： - 未来的控制系统需要综合FCS和DCS的优点，即FCS继承和发展DCS成熟的控制策略，同时DCS也需吸收FCS的新思想和技术，形成更加高效、智能的控制体系。 #### 三、现场总线传输特点及工业以太网研究 1. **现场总线传输特点**： - 虽然现场总线技术（如基金会现场总线FF）在控制领域引起了革新，但目前缺乏统一的通讯标准，导致不同厂商的设备在兼容性上存在问题。 - 例如，基金会现场总线H1的传输速率为31.25kbps，H2为1Mbps或2.5Mbps，而在某些实时控制场合，这样的传输速率仍然较低。 2. **工业以太网研究现状**： - 为了解决现场总线传输速率问题以及提高系统的实时性，研究者们开始关注工业以太网。 - 工业以太网具备更高的传输速率，如FF制定的快速以太网标准可达100Mbps，有效解决了传统以太网在网络延迟方面的局限性。 - 随着技术的进步，工业以太网正逐步克服其在实时性方面的不足，成为连接现场设备与上位机的有效桥梁。 #### 四、结论 DCS和FCS各有优势，但在实际应用中往往需要根据具体情况进行选择或结合使用。对于已经拥有成熟DCS的企业来说，通过适当的改造和升级来实现与FCS的融合是一种可行的方式。未来，随着技术的不断发展，预计将会出现更多集成了DCS与FCS优点的新型控制系统，为工业自动化领域带来更大的变革。