浅谈现场总线控制系统
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摘要：二十世纪九十年代，实用性较高的总线控制系统，迅速发展起来，其是全球范围一种较为新型的控制类型系统。该系统属于当前自动化技术的一项核心内容，并广泛的受到全球制作自动化设备的用户以及制造商的广泛关注。该系统的产生，在一定程度上促进了自动化领域的进步与发展，其深度与广度也是一个新的超越，进而为自动化领域开创新的契机。针对于相关行业来说PLC推动了FCS的发展。而针对另外一些行业来说，是由DCS推动了FCS的发展。因此，FCS和DCS以及PLC有着紧密的联系，他们相互之间又存在着一定的差异，相互影响、相互制约、相互发展。
关键词：现场总线;控制系统;FCS;数字智能
在一般情况下，现场总线是用作连接最终控制设备和上层设备的串通性。其是在科学技术与实践的过程不断发展出来的，它的产生也是工业技术领域的一项重要标志，它的产生会对这个领域的可持续发展产生重要影响。采用现场总线来代替当前现场高容量的总线网络，在一定程度上有效的较少了连接现场信号的工作量与投入费用，同时也在一定程度上提升了传输信号的效率。在一般情况下该控制系统主要是将总线技术作为主要的核心技术，主要是智能化的传感器、I/O、仪表作为核心内容。并在开展相关工作时合理的采用计算机系统，并将其用作维护、监控指挥中心的相关动态。
一、FCS控制系统的基本特点
（1）基础工作，其可以应用到危险、安全、容易发生突变情况、难以应对的复杂环境中。
（2）其自身具备智能化、全数字性、以及多功能性的功能，并能够有效的取代单功能的仪表、仪器，以及相关的控制类型的装置。
（3）使用两根线将分散的控制性装置、现场的仪表设备、以及PID和控制中心连接在一起，将其用作取到各个仪器的连接线。
（4）针对PID和儀表设施、仪器设置，以及相关的控制装置都是平等的关系。
（5）多个变量、多个节点、串行系统代替了单个变量、单个节点、并行的系统。
（6）具备双向性取代类单向性、双向向取代了封闭性。。
（7）采用分布式的虚拟性的控制站代替了集中性质的控制站。
二、FCS的关键要点
（1）在FCS系统中核心内容是总线类型的协议，其主要指的是总线的标准。只要将其中的一个总线协议确定后，也就说明了其他一些相关的设备以及关键性的技术被确定了。根据总线协议的原理能够看出，实际上，各个类型的总线都是一致的，其都是以双向通讯的传输方式为主要依据。但是由于受到各种因素的影响，导致各种类型的总线协议出现很大的偏差。
针对开放类型的总线系统来说，其具有一定的互操作性，针对特殊类型的现场总线来说，应遵循现场总线的协议，对他的产生属于是开放性的，并应确保其具备一定的互操作性。从另一个角度来说，不管是哪个厂家出厂的产品，其所生产的总线，只要能够遵循总线的协议即可。各个产品相互间具备一定的开放性，并还具备一定的互操作性，进而才能确保组成完整的总线网络。
（2）FCS系统属于智能化现场装置的核心内容，该装置属于FCS系统的基础，也是硬件支撑点。也就是说FCS系统可以控制现场装置与自动化的控制装置相互间的总线信号。在开展相关工作的过程中，如果现场装置与总线协议存在差异，那么难以满足双向通信的要求，并且也不能将其称为总线的控制系统。此外，现场总线的一个特点是应增加现场的控制功能，在开展相关工作时如果现场的装置不属于智能化产品，那么其也就没有现场总线的控制功能，因此，其也就不存在其他功能。
（3）FCS的自身的基本性能，属于对现场信息进行处理，针对一个控制性的系统来说，不管是采用现场的总线，还是采用DCS，系统所处理的信息量的数量都是一致的。实际上使用现场总线之后，可以在现场取得较多的信息。针对现场总线系统信息量出现增加的现象，并减少了传输信息的线缆，针对这种现象就应该提升线缆对信息传输的能力。此外，还应就地处理大量的现象信息，并减少控制机房与现场的信息往返量，从另一个角度来看，现场总线的实际是具备对现场信息处理的功能。
三、DCS、FCS具体比较
（1）DCS属于一个较大的系统，它的控制功能较为强大，在整个系统中起着重要的作用。在整个系统中数据公路也属于是一个关键点额系统。，由于系统启动后在进行扩容的难度较大，因此，应确保一次安装到位。此外，由于FCS的下放功能较为彻底，并在现场处理相关信息，现场并广泛的使用了数字化现场装置，促使功能器的智能器的功能逐渐减弱。所以，FCS系统的投入较低，在使用的过程中可以一同使用、一同扩容、一同投运。
（2）DCS系统属于一种封闭性的系统，由于各个厂家所生产的产品兼容性较差。但是FCS系统属于开放性的系统，用户可以选择不同的品牌、厂家的设备接入到现场的总线上，进而满足系统集成的目的。
（3）在DCS系统中的所有信息都输由模拟信号与二进制构成的，应由D/A与A/D与进行转换。但是FCS的系统全部都属于数字化类型，因此，就将DCS系统中的转化的流程省去，该系统的集成化性能较强，其可以促使精度能够从±0.5%提升到±0.1%。
（4）应用FCS系统能够将PID的控制功能装入到执行器与变送器当中，大大的节约了控制周期。使用DCS可以达到每秒2到5次。而采用FCS可由达到每秒10到20次，进而可以有效的完善调节的性能。
（5）适应DCS可以监视与控制工艺得到整个过程，并还具备自我诊断、组态、维护的功能。但是由于自身还存在着一定的缺点，它的I/O信号主要采用了以往的信号。所以，难以满足在DCS的工程师站上对远方进行组态、维护、以及诊断。但是如果采用FCS系统，主要采用了全数字化的技术，以及数字化现场智能装置，用此来发送多变量的信息，其所发送的多变量信息不仅如此还能传送多变量的信息，并且其自身还具备对信息差检测的功能。该系统属于双向信号的现场总制。所以，采用该系统可以对现场的执行机构、变送器等现场装置进行远方的维护、诊断，以及维护等。由此能够看出，FCS系统与DSC系统相比，FCS的优越性高过DCS的优越性。
（6） 由于采用FCS系统，可以现场化对信息进行处理，和DCS系统进行对比采用该系统可以节约安装与I/O有关系统的占地面积。
（7）和上诉研究的原理一样，采用FCS系统，可以有效的减少电缆的敷设所使用的桥架，同时也节约了安全、维护以及设计的费用。此外，还有的专家认为采用FCS系统可省去66%的投入。根据（6）与（7）应补充的是，使用FCS系统，可以节约投入是必然的，大多数专家认为采用该系统可以节省60%–66%之间，但是这些都是在一些文章中提现的，但是这些得出的数字都是编者相互之间转转载的内容。当前还未能找到这些数据原始的出处，所以应从实践的角度出发，了解才能知道这些数据是否真实可靠。
四、结束语
在现场总线的控制系统中FCS系统的产生，虽然其具备较多的优势，但是DCS系统并不能被完全取代，仅是将处在控制中的DCS系统转移到了另一个点处。未来火电厂控制系统中FCS系统，将取代了DCS系统的中心位置，属于一种全新的控制系统，进而为现场总控制系统创造更多的价值。
参考文献
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