它的發展史是怎樣的？

DCS是分布式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。是相對于集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。

它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。在特殊控制領域，如核電站控制系統，DCS的含義被誤叫做數字化控制系統（Digital control system），其實質仍為分布式操作系統。概 述首先，DCS的骨架—系統網絡，它是DCS的基礎和核心。由于網絡對于DCS整個系統的實時性、可靠性和擴充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進行了精心的設計。對于DCS的系統網絡來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時間限度，是指在無論何種情況下，信息傳送都能在這個時間限度內完成，而這個時間限度則是根據被控制過程的實時性要求確定的。因此，衡量系統網絡性能的指標并不是網絡的速率DCS，即通常所說的每秒比特數（bps），而是系統網絡的實時性，即能在多長的時間內確保所需信息的傳輸完成。系統網絡還必須非常可靠，無論在任何情況下，網絡通信都不能中斷，因此多數廠家的DCS均采用雙總線、環形或雙重星形的網絡拓撲結構。為了滿足系統擴充性的要求，系統網絡上可接入的最大節點數量應比實際使用的節點數量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節點，另一方面也可以使系統網絡運行于較輕的通信負荷狀態，以確保系統的實時性和可靠性。在系統實際運行過程中，各個節點的上網和下網是隨時可能發生的，特別是操作員站，這樣，網絡重構會經常進行，而這種操作絕對不能影響系統的正常運行，因此，系統網絡應該具有很強在線網絡重構功能。其次，這是一種完全對現場I/O處理并實現直接數字控制（DDC）功能的網絡節點。一般一套DCS中要設置現場I/O控制站，用以分擔整個系統的I/O和控制功能。這樣既可以避免由于一個站點失效造成整個系統的失效，提高系統可靠性，也可以使各站點分擔數據采集和控制功能，有利于提高整個系統的性能。DCS的操作員站是處理一切與運行操作有關的人機界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的網絡節點。工程師站是對DCS進行離線的配置、組態工作和在線的系統監督、控制、維護的網絡節點，其主要功能是提供對DCS進行組態，配置工作的工具軟件（即組態軟件），并在DCS在線運行時實時地監視DCS網絡上各個節點的運行情況，使系統工程師可以通過工程師站及時調整系統配置及一些系統參數的設定，使DCS隨時處在最佳的工作狀態之下。與集中式控制系統不同，所有的DCS都要求有系統組態功能，可以說，沒有系統組態功能的系統就不能稱其為DCS。DCS自1975年問世以來，已經經歷了四十多年的發展歷程。在這四十多年中，DCS雖然在系統的體系結構上沒有發生重大改變，但是經過不斷的發展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。總的來說，DCS正在向著更加開放，更加標準化，更加產品化的方向發展。作為生產過程自動化領域的計算機控制系統，傳統的DCS僅僅是一個狹義的概念。如果以為DCS只是生產過程的自動化系統，那就會引出錯誤的結論，因為現在的計算機控制系統的含義已被大大擴展了，它不僅包括過去DCS中所包含的各種內容，還向下深入到了現場的每臺測量設備、執行機構，向上發展到了生產管理，企業經營的方方面面。傳統意義上的DCS現在僅僅是指生產過程控制這一部分的自動化，而工業自動化系統的概念，則應定位到企業全面解決方案，即total solution的層次。只有從這個角度上提出問題并解決問題，才能使計算機自動化真正起到其應有的作用。DCSDCS具有以下特點：1． 高可靠性。由于DCS將系統控制功能分散在各臺計算機上實現，系統結構采用容錯設計，因此某一臺計算機出現的故障不會導致系統其他功能的喪失。此外，由于系統中各臺計算機所承擔的任務比較單一，可以針對需要實現的功能采用具有特定結構和軟件的專用計算機，從而使系統中每臺計算機的可靠性也得到提高。2． 開放性。DCS采用開放式，標準化、模塊化和系列化設計，系統中各臺計算機采用局域網方式通信，實現信息傳輸，當需要改變或擴充系統功能時，可將新增計算機方便地連入系統通信網絡或從網絡中卸下，幾乎不影響系統其他計算機的工作。形態組成DCS是分布式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。發展歷史第一階段1975-1980年，在這個時期集散控制系統的技術特點表現為：DCS1）采用微處理器為基礎的控制單元，實現分散控制，有各種各樣的算法，通過組態獨立完成回路控制，具有自診斷功能2）采用帶CRT顯示器的操作站與過程單元分離，實現集中監視，集中操作3）采用較先進的冗余通信系統第二階段1980—1985.，在這個時期集散控制系統的技術特點表現為：1）微處理器的位數提高，CRT顯示器的分辨率提高2）強化的模塊化系統3）強化了系統信息管理，加強通信功能第三階段1985年以后，集散系統進入第三代，其技術特點表現為：1）采用開放系統管理2）操作站采用32位微處理器3）采用實時多用戶多任務的操作系統進入九十年代以后，計算機技術突飛猛進，更多新的技術被應用到了DCS之中。PLC是一種針對順序邏輯控制發展起來的電子設備，它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現場總線技術在進入九十年代中期以后發展十分迅猛，以至于有些人已做出預測：基于現場總線的FCS將取代DCS成為控制系統的主角。特點介紹DCS是分散控制系統(Distributed Control System)的簡稱，國內一般習慣稱為集散控制系統。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便，DCS特點如下。高可靠性由于DCS將系統控制功能分散在各臺計算機上實現，系統結構采用容錯設計，因此某一臺計算機出現的故障不會導致系統其它功能的喪失。此外，由于系統中各臺計算機所承擔的任務比較單一，可以針對需要實現的功能采用具有特定結構和軟件的專用計算機，從而使系統中每臺計算機的可靠性也得到提高。開放性DCS采用開放式、標準化、模塊化和系列化設計，系統中各臺計算機采用局域網方式通信，實現信息傳輸，當需要改變或擴充系統功能時，可將新增計算機方便地連入系統通信網絡或從網絡中卸下，幾乎不影響系統其他計算機的工作。靈活性通過組態軟件根據不同的流程應用對象進行軟硬件組態，即確定測量與控制信號及相互間連接關系、從控制算法庫選擇適用的控制規律以及從圖形庫調用基本圖形組成所需的各種監控和報警畫面，從而方便地構成所需的控制系統。易于維護功能單一的小型或微型專用計算機，具有維護簡單、方便的特點，當某一局部或某個計算機出現故障時，可以在不影響整個系統運行的情況下在線更換，迅速排除故障。協調性各工作站之間通過通信網絡傳送各種數據，整個系統信息共享，協調工作，以完成控制系統的總體功能和優化處理?？刂乒δ荦R全控制算法豐富，集連續控制、順序控制和批處理控制于一體，可實現串級、前饋、解耦、自適應和預測控制等先進控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的構成方式十分靈活，可由專用的管理計算機站、操作員站、工程師站、記錄站、現場控制站和數據采集站等組成，也可由通用的服務器、工業控制計算機和可編程控制器構成。處于底層的過程控制級一般由分散的現場控制站、數據采集站等就地實現數據采集和控制，并通過數據通信網絡傳送到生產監控級計算機。生產監控級對來自過程控制級的數據進行集中操作管理，如各種優化計算、統計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機技術的發展，DCS可以按照需要與更高性能的計算機設備通過網絡連接來實現更高級的集中管理功能，如計劃調度、倉儲管理、能源管理等。結構從結構上劃分，DCS包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現場儀表組成，是系統控制功能的主要實施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統的操作和組態。管理級主要是指工廠管理信息系統（MIS系統），作為DCS更高層次的應用，目前國內紙行業應用到這一層的系統較少。DCS的控制程序：DCS的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程序是由過程控制站執行的。過程控制站的組成：DCS的過程控制站是一個完整的計算機系統，主要由電源、CPU（中央處理器）、網絡接口和I/O組成I/O：控制系統需要建立信號的輸入和輸出通道，這就是I/O。DCS中的I/O一般是模塊化的，一個I/O模塊上有一個或多個I/O通道，用來連接傳感器和執行器（調節閥）。I/O單元：通常，一個過程控制站是有幾個機架組成，每個機架可以擺放一定數量的模塊。CPU所在的機架被稱為CPU單元，同一個過程站中只能有一個CPU單元，其他只用來擺放I/O模塊的機架就是I/O單元。國內外應用分散控制系統1975 年美國Honeywell和日本橫河公司幾乎同一時間推出了各自的分散控制系統。美國最大的儀表控制公司Honeyw ell 首次向世界推出了它的綜合分散控制系統TDC—2000 ( Toal Distributed Control-2000),這一系統的發表,立即引起美國工業控制界高度評價，稱之為“最鼓舞人心的事件”。日本橫河公司推出了CEN TUM系統。世界各國的各大公司也紛紛加入，推出了一個又一個集散系統，從此過程控制進入了集散系統的新時期。在此期間有美國泰勒儀表公司的MO SË,費雪爾公司的DCÉ —400,貝利公司的N —90,福克斯波羅公司的Cpect rum 和德國西門子公司的Telepermm。隨著計算機特別是微型計算機與網絡技術的飛速發展，加上各制造商的激烈競爭，使DCS 很快從70 年代的第一代發展到90 年代初的第三代DCS。盡管在這之前的集散系統的技術水平已經很高，但其中存在著一個最主要的弊病是： 各大公司推出的幾十種型號的系統，幾乎都是該公司的專利產品，每個公司為了保護自身的利益，采用的都是專利網絡，這就為全廠、全企業的管理帶來問題。隨著計算機的發展與網絡開發使各控制廠商更多地采用商業計算機的技術，80年代末許多公司推出新一代的集散系統，其主要特征是新系統的局部網絡采用MA P 協議； 引用智能變送器與現場總線結構； 在控制軟件上引入PLC 的順序控制與批量控制，使DCS 也具有PLC 的功能。至90 年代初各國知名的DCS 有：3000,Bailey 的IN F I—90,Ro semoun t 的RS—3,W est Hoo se 的WDPF,L eeds &Non th rup 的MAX—1000,Foxbo ro 的IöA S,日本橫河的CEN TUM。這里所提到的均為大型的DCS,為了適應市場的需要各廠商也開發了不少中小型的DCS 系統如S—9000,MAX—2,LXL,A 2 PACS 等等。流程工業CIMS流程工業CIMS是一個復雜的綜合自動化系統，處理的對象是整個企業的全部生產活動，DCS作為一種有效的工具和實現手段，在流程工業CIMS中完成重要的基礎控制和實時生產數據采集、動態監控等功能。與管理類計算機相比，DCS能夠提供更加可靠的生產過程數據，使CIMS系統所作出的優化決策也更加可靠。從功能上看，流程工業CIMS中的生產自動化系統、動態監控系統和在線質量控制都可以由DCS實現。從流程工業CIMS的層次結構看，DCS主要擔負過程控制和過程優化任務，有些生產調度和生產管理工作也可在DCS上完成。主要廠家國內DCS主要廠家有：上海新華，南京科遠自動化集團股份有限公司,杭州優穩，浙江中控，和利時，浙江威盛，自儀股份、魯能控制，國電智深，上海華文，上海樂華，正泰中自等。國外的有：西屋公司、艾默生、FOXBORO、ABB、西門子、霍尼韋爾、橫河、羅克韋爾、山武－霍尼韋爾公司、FISHER-ROSEMOUNT公司等。相關問答1． 什么是DCS？DCS是分布式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。2． DCS有什么特點？DCS是計算機技術、控制技術和網絡技術高度結合的產物。DCS通常采用若干個控制器（過程站）對一個生產過程中的眾多控制點進行控制，各控制器間通過網絡連接并可進行數據交換。操作采用計算機操作站，通過網絡與控制器連接，收集生產數據，傳達操作指令。因此，DCS的主要特點歸結為一句話就是：分散控制集中管理。4． DCS的控制程序是由誰執行的？DCS的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程序是由過程控制站執行的。5． 過程控制站的組成如何？DCS的過程控制站是一個完整的計算機系統，主要由電源、CPU（中央處理器）、網絡接口和I/O組成。日常維護1 過程通道故障：過程通道故障出現最多的是I/O卡故障。I/O卡故障一般的判斷與處理：通過系統診斷，更換通道或通過更換備用件處理，至于其內部元件老化或是其他原因造成的損壞，一般控制人員不好判斷。I/O卡的檢修一般是由廠家處理，目前的熱控檢修人員的手段還不能達到像檢修常規儀表那樣檢修。而且生產廠家的I/O卡件已制造成一體化的趨勢，這樣只能購買備件。好在這類故障只是在調試階段出現較多，正常運行中出現幾率很低。一次元件或控制設備出現故障有時不能直接被操作員發現，只有異常或報警后才通知熱控人員處理。這樣對檢修人員和運行人員的素質要求就要提高，運行人員要詳細介紹故障前后的狀態便于熱控檢修人員能夠快速、準確地處理缺陷，減少故障的擴大化，另外許多DCS廠家在產品宣傳上都支持卡件熱撥，做為控制人員，在運行中更換卡件時一定要做好安全防護措施否則會引起系統變化或負荷變化，尤其數字量卡件。2 對于操作員站死機無論國產與進口設備都有相關的報道，那么究其原因比較多，硬盤或卡件故障，冷卻風扇負荷過重等等，有時會發生人為操作現象，一般在修改控制邏輯下裝軟件重啟設備或強制設備保護信號時，最易發生操作事件，輕則設備異常，重則易造成設備停運后果非常嚴重；對死機后重啟，不同廠家的啟動時間不同，少則幾十秒，多則幾分鐘，人為該操作發生的故障在熱工專業中的不安全事件中占有很大比例，在操作中尤為引起高度重視，減少人為故障。3球標操作不正常，一般是由于機械裝置長期工作、老化、污染、點通斷不可靠、電纜插件不牢等這樣的就需要換檢查即可。4控制操作失靈：是由于球標的操作信號沒有正常改變過程通道的狀態，造成操作失效，這是2個方面造成的，一個方面是軟件缺陷，另一方面是硬件本身故障的狀態針對這樣的缺陷通常做法檢查過程通道功能正常后，再檢查操作遠必要時進行重起初始操作。5 對于薄膜鍵盤主要是鍵盤接觸不良信號電纜松動或主機誤動鍵盤或啟動不完整都可以導致其功能不正常應用針對不同情況處理。6打印機不工作一般是由于配置的原因，這樣的故障應檢查打印機的設置及其硬件是否正常進行處理。報表軟件功能不強主要表現在由于打印機打印報表和SOE等造成死機，或者打印機的SOE記錄時問與實際情況不符；SOE打印瀏覽后不能返回歷史曲線；SOE時間順序不一致有時偏差很大，這會延誤事故分析的進展時，有時還會誤導分析方向，SOE問題既與系統設計不合理，SOE點沒完全集中在一個DPU上的有關，也與系統硬件及軟件設計考慮不周有關。這種故障的出現，通過分析認為這主要是對電廠的總體方面考慮的不太完美，在小的方面還不夠仔細會出現這樣那樣的故障，針對這種情況要認真對待，不放過蛛絲馬跡，與廠家認真研究提出問題進一步完善，讓該系統更好地為生產服務。7 電源故障：電源故障問題較多，保險配置不合理，備用電源不能自投，電源波動引起保護誤動及接插頭接觸不良易造成無電源。針對電源故障處理相對比較容易。首先，認真核對保險的配置及容量，真正起到保險的作用；其次，UPS的配備很重要，它可以在電源波動時也能保證系統正常供電，而且要考慮冗余和備用問題。8 干擾造成的故障：對于干擾主要是接地問題，備用電源的切換和大功率的無線通信設備如手機、對講機等。另外還有DCS系統的干擾信號可能由本身造成的。那么對于DCS系統的接地問題越來越引起人們的重視，尤其在電力行業，大功率電器設備的啟動和停止都會干擾DCS的控制信號，造成不必要的故障。為了防止干擾信號串入系統，嚴格執行屏蔽和接地要求和方式，信號線遠離干擾源，同時采取防電源波動措施。主/從過程處理機之間在機組運行時，除非萬不得以，盡量不要人為切換，已防產生干擾，如必須切換，應采取措施，先將控制切手動，以免對機組運行工況產生影響。對電子設備問、工程師站等重點部位，應絕對禁止使用大功率無線電通信設備。 [1] 相關控制系統總述計算機和網絡技術的飛速發展，引起了自動化控制系統結構的變革，一種世界上最新型的控制系統即現場總線控制系統（Fieldbus Control System，FCS）在上世紀九十年代走向實用化，并正以迅猛的勢頭快速發展。現場總線控制系統是目前自動化技術中的一個熱點，正越來越受到國內外自動化設備制造商與用戶的關注?，F場總線控制系統的出現，將給自動化領域在過程控制系統上帶來又一次革命，其深度和廣度將超過歷史的任何一次，從而開創自動化的新紀元。FCS可以說是第五代過程控制系統，是由PLC（Programmable Controller）或DCS（Distributed Control System）發展而來的。FCS與PLC及DCS之間有千絲萬縷的聯系，又存在著本質的差異。本文針對PLC、DCS、FCS三大控制系統的特點、性能和差異作一分析。1 PLC、FCS三大控制系統的基本特點目前，在連續型流程生產工業過程控制中，有三大控制系統，即PLC、DCS和FCS。它們各自的基本特點如下：PLC1．從開關量控制發展到順序控制、運算處理，是從下往上的。2．邏輯控制、定時控制、 計數控制、 步進(順序)控制、連續PID控制、 數據控制――PLC具有數據處理能力、 通信和聯網等多功能。3．可用一臺PC機為主站，多臺同型PLC為從站。4．也可一臺PLC為主站，多臺同型PLC為從站，構成PLC網絡。這比用PC機作主站方便之處是：有用戶編程時，不必知道通信協議，只要按說明書格式寫就行。5．PLC網絡既可作為獨立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統。6．主要用于工業過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環控制功能。FCS1．FCS是第五代過程控制系統，它是21世紀自動化控制系統的方向。是3C技術（Communication，Computer， Control）的融合。基本任務是：本質（本征）安全、危險區域、易變過程、難于對付的非常環境。（2）全數字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。3．用兩根線聯接分散的現場儀表、控制裝置，取代每臺儀表的兩根線。“現場控制”取代“分散控制”；數據的傳輸采用“總線”方式。4．從控制室到現場設備的雙向數字通信總線，是互聯的、雙向的、串行多節點、開放的數字通信系統取代單向的、單點、并行、封閉的模擬系統。5．用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。6．把微機處理器轉入現場自控設備，使設備具有數字計算和數字通信能力，信號傳輸精度高，遠程傳輸。實現信號傳輸全數字化、控制功能分散、標準統一全開放。7．可上局域網，再可與internet相通。既是通信網絡，又是控制網絡。8．3類FCS的典型應用：1) 連續的工藝過程自動控制如石油化工，其中“本安防爆”技術是絕對重要的；2）分立的工藝動作自動控制如汽車制造機器人、汽車；3）多點控制如樓宇自動化。這三大控制系統，尤其是DCS、PLC，都在電站得到了廣泛應用，而且效果也非常好。系統差異差異2.1.1 DCS或PLCPLC系統與DCS系統的結構差異不大，只是在功能的著重點上的不同，DCS著重于閉環控制及數據處理。PLC著重于邏輯控制及開關量的控制，也可實現模擬量控制。DCS或PLC系統的關鍵是通信。也可以說數據公路是分散控制系統DCS及PLC的脊柱。由于它的任務是為系統所有部件之間提供通信網絡，因此，數據公路自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性。數據公路的媒體可以是：一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。DCS的特點是：（1）控制功能強?？蓪崿F復雜的控制規律，如串級、前饋、解耦、自適應、最優和非線性控制等。也可實現順序控制。（2）系統可靠性高。（3）采用CRT操作站有良好的人機界面。（4）軟硬件采用模塊化積木式結構。（5）系統容易開發。（6）用組態軟件，編程簡單，操作方便。（7）有良好的性價比。通過數據公路的設計參數，基本上可以了解一個特定DCS或PLC系統的相對優點與弱點。1．系統能處理多少I/O信息。2．系統能處理多少與控制有關的控制回路的信息。3．能適應多少用戶和裝置（CRT、控制站等）。4．傳輸數據的完整性是怎樣徹底檢查的。5．數據公路的最大允許長度是多少。6．數據公路能支持多少支路。7．數據公路是否能支持由其它制造廠生產的硬件（可編程序控制器、計算機、數據記錄裝置等）。為保證通信的完整，大部分DCS或PLC廠家都能提供冗余數據公路。為了保證系統的安全性，使用了復雜的通信規約和檢錯技術。所謂通信規約就是一組規則，用以保證所傳輸的數據接收與發送。目前在DCS和PLC系統中一般使用兩類通信手段，即同步的和異步的，同步通信依靠一個時鐘信號來調節數據的傳輸和接收，異步網絡采用沒有時鐘的報告系統。2.1.2 FCSFCS具有（1）很好的開放性、互操作性和互換性。（2）全數字通信。（3）智能化與功能自治性。（4）高度分散性。（5）很強的適用性。FCS的關鍵要點有三點：1．FCS系統的核心是總線協議，即總線標準。采用雙絞線、光纜或無線電方式傳輸數字信號，減少大量導線，提高了可靠性和抗干擾能力。FCS從傳感器、變送器到調節器一直是數字信號，這就使我們很容易地處理更復雜、更精確的信號，同時數字通信的差錯功能可檢出傳輸中的誤碼。FCS可以將PID控制徹底分散到現場設備（Field Device）中。基于現場總線的FCS又是全分散、全數字化、全開放和可互操作的新一代生產過程自動化系統，它將取代現場一對一的4～20mA模擬信號線，給傳統的工業自動化控制系統體系結構帶來革命性的變化。根據IEC61158的定義，現場總線是安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡?，F場總線使測控設備具備了數字計算和數字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統與設備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組于1984年開始致力于推出世界上單一的現場總線標準工作，走過了16年的艱難歷程，于1993年推出了IEC61158-2，之后的標準制定就陷于混亂。2000年初公布的IEC61158現場總線國際標準子集有八種，分別為：①類型1 IEC技術報告（FFH1）；②類型2 Control-NET（美國Rockwell公司支持）；③類型3 Profibus（德國Siemens公司支持）；④類型4 P-NET（丹麥Process Data公司支持）；⑤類型5 FFHSE（原FFH2）高速以太網（美國Fisher Rosemount公司支持）；⑥類型6 Swift-Net（美國波音公司支持）；⑦類型7 WorldFIP（法國Alsto公司支持）；⑧類型8 Interbus（美國Phoenix Contact公司支持）。除了IEC61158的8種現場總線外，IEC TC17B通過了三種總線標準：SDS（Smart Distributed System）；ASI（Actuator Sensor Interface）；Device NET。另外，ISO公布了ISO 11898 CAN標準。其中Device NET于2002年10月8日被中國批準為國家標準，并于2003年4月1日開始實施。所以，要實現這些總線類型的相互兼容和互操作，就目前狀態而言，幾乎是不可能的。開放的現場總線控制系統的互操作性，就一個特定類型的現場總線而言，只要遵循同一類型現場總線的總線協議，對其產品是開放的，并具有互操作性。換句話說，不論什么廠家的產品，只要遵循同一類型總線的總線協議，產品之間是開放的，并具有互操作性，就可以組成總線網絡。另外，FCS還可以通過網關和企業的上級管理網絡相連，以便管理者掌握第一手資料，為決策提供依據。所以現場總線具有開放性、互操作性、系統結構的高度分散性、靈活的網絡拓撲結構、現場設備的高度智能化、對環境的高度適應性等諸多突出特點。2．FCS系統的基礎是數字智能現場裝置控制功能下放到現場儀表中，控制室內儀表裝置主要完成數據處理、監督控制、優化控制、協調控制和管理自動化等功能。數字智能現場裝置是FCS系統的硬件支撐，是基礎；道理很簡單，FCS系統執行的是自動控制裝置與現場裝置之間的雙向數字通信現場總線信號制?，F場裝置必須遵循統一的總線協議，即相關的通訊規約，具備數字通信功能，能實現雙向數字通。再一點，現場總線的一大特點就是要增加現場一級控制功能。3．FCS系統的本質是信息處理現場化對于一個控制系統，無論是采用DCS還是采用現場總線，系統需要處理的信息量至少是一樣多的。實際上，采用現場總線后，可以從現場得到更多的信息?，F場總線系統的信息量沒有減少，甚至增加了，而傳輸信息的線纜卻大大減少了。這就要求一方面要大大提高線纜傳輸信息的能力，另一方面要讓大量信息在現場就地完成處理，減少現場與控制機房之間的信息往返?？梢哉f現場總線的本質就是信息處理的現場化。由現場智能儀表完成數據采集、數據處理、控制運算和數據輸出等功能?，F場儀表的數據（包括采集的數據和診斷數據）通過現場總線傳送到控制室的控制設備上，控制室的控制設備用來監視各個現場儀表的運行狀態，保存智能儀表上傳的數據，同時完成少量現場儀表無法完成的高級控制功能。2.2 典型系統比較通過使用現場總線，用戶可以大量減少現場接線，用單個現場儀表可實現多變量通信，不同制造廠生產的裝置間可以完全互操作，增加現場一級的控制功能，系統集成大大簡化，并且維護十分簡便。傳統的過程控制儀表系統每個現場裝置到控制室都需使用一對專用的電纜或雙絞線，以傳送4mA~20mA信號。現場總線系統中，每個現場裝置到接線盒的雙絞線仍然可以使用，但是從現場接線盒到中央控制室僅用一根雙絞線完成數字通信。通過采用現場總線控制系統，到底能節省多少電纜，編者就不作詳細的計算。應用差異上述的比較是偏重于純技術性的比較，下面就DCS與FCS系統在具體應用方面進行比較。前題是DCS系統與典型的、理想的FCS系統進行比較。具體比較：1．DCS系統是個大系統，其控制器的功能強而且在系統中的作用十分重要，數據公路更是系統的關鍵，所以，必須整體投資一步到位，事后的擴容難度較大。而FCS功能下放較徹底，信息處理現場化，數字智能現場裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對減弱。因此，FCS系統投資起點低，可以邊用、邊擴、邊投運。2．DCS系統是封閉式系統，各公司產品基本不兼容。而FCS系統是開放式系統，不同廠商、不同品牌的各種產品基本能同時連入同一現場總線，達到最佳的系統集成。3．DCS系統的信息全都是二進制或模擬信號形成的，必須通過D/A與A/D轉換。而FCS系統將D/A與A/D轉換在現場一次表完成，實現全數字化通信，使精度得到大的提高，可提高到0.1%。并且FCS系統可以將PID閉環控制功能裝入現場設備中，縮短了控制周期，提高運算速度，從而改善調節性能。4．DCS它可以控制和監視工藝全過程，對自身進行診斷、維護和組態。但是，由于自身的致命弱點，其I/O信號采用傳統的模擬量信號，因此，它無法在DCS工程師站上對現場儀表（含變送器、執行器等）進行遠方診斷、維護和組態。FCS采用全數字化技術，數字智能現場裝置發送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測信息差錯的功能。FCS采用的是雙向數字通信現場總線信號制。因此，它可以對現場裝置（含變送器、執行機構等）進行遠方診斷、維護和組態。5．FCS由于信息處理現場化，與DCS相比可以省去相當數量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同時也節省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積。同時，FCS可以減少大量電纜與敷設電纜用的橋架等，同時也節省了設計、安裝和維護費用。6．FCS相對于DCS組態簡單，由于結構、性能標準化，便于安裝、運行、維護。發展前景大家都知道FCS是由PLC或DCS發展而來，現在FCS系統被廣泛的應用，那么，PLC與DCS前景又將如何。PLC于20世紀60年代末期在美國首先出現，目的是用來取代繼電器，執行邏輯、計時、計數等順序控制功能，建立柔性程序控制系統。1976年正式命名，并給予定義：PLC（Programmable logic Controller）是一種數字控制專用電子計算機，它使用了可編程序存儲器儲存指令，執行諸如邏輯、順序、計時、計數與演算等功能，并通過模擬和數字輸入、輸出等組件，控制各種機械或工作程序。經過30多年的發展，PLC已十分成熟與完善，并具有強大的運算、處理和數據傳輸功能。并定義為可編程控制器（Programmable Controller PLC）。PLC在FCS系統中的地位似乎已被確定并無多少爭論。PLC作為一個站掛在高速總線上。充分發揮PLC在處理開關量方面的優勢。另外，電廠輔助車間，例如水處理車間、循環水車間、除灰除渣車間、輸煤車間等，這些車間的工藝過程多以順序控制為主。PLC對于順序控制有其獨特的優勢。輔助車間的控制系統應以遵循現場總線通訊協議的PLC或能與FCS進行通訊交換信息的PLC為優選對象?，F場總線的應用是工業過程控制發展的主流之一。可以說FCS的發展應用是自動化領域一場革命。采用現場總線技術構造低成本現場總線控制系統，促進現場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統開放化，符合工業控制系統技術發展趨勢?？傊?，計算機控制系統的發展在經歷了基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統以及集散控制系統（DCS）后，將朝著現場總線控制系統（FCS）的方向發展。雖然以現場總線為基礎的FCS發展很快，但FCS發展還有很多工作要做，如統一標準、儀表智能化等。另外，傳統控制系統的維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個漫長的過程，同時DCS本身也在不斷的發展與完善?？梢钥隙ǖ氖?，結合DCS、工業以太網、先進控制等新技術的FCS將具有強大的生命力。工業以太網以及現場總線技術作為一種靈活、方便、可靠的數據傳輸方式，在工業現場得到了越來越多的應用，并將在控制領域中占有更加重要的地位。結論在未來，工業過程控制系統中，數字技術向智能化、開放性、網絡化、信息化發展，同時，工業控制軟件也將向標準化、網絡化、智能化、開放性發展。因此現場總線控制系統FCS的出現，數字式分散控制DCS及PLC并不會消亡，DCS及PLC系統會更加向智能化、開放性、網絡化、信息化發展?；蛑皇菍⑦^去處于控制系統中心地位的DCS移到現場總線的一個站點上去。這樣說，DCS或PLC處于控制系統中心地位的局面從此將被打破。今后的控制系統將會是：FCS處于控制系統中心地位，兼有DCS、PLC系統一種新型標準化、智能化、開放性、網絡化、信息化控制系統。