PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异
1.前言
上世纪九十年代走向实用化的现场总线控制系统，正以迅猛的势头快速发展，是目前世界上型的控制系统。现场总线控制系统是目前自动化技术中的一个热点，正受到国内外自动化设备制造商与用户越来越强烈的关注。现场总线控制系统的出现，将给自动化领域带来又一次革命，其深度和广度将超过历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。
在有些行业，FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。本文试就PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异作一分析，指出它们之间的渊源及发展方向。
2.PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点
目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之谓工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS.它们各自的基本特点如下：2.1 PLC
（1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。
（2）连续PID控制等多功能，PID在中断站中。
（3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。
（4）也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。
（5）PLC网格既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。
（6）大系统同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300.（7）PLC网络如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S4、S5、S6、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI.（8）主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功能。
（9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。
2.2 DCS或TDCS
（1）分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C（Communication，Computer， Control、CRT）技术于一身的监控技术。
（2）从上到下的树状拓扑大系统，其中通信（Communication）是关键。
（3）PID在中断站中，中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。
（4）是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。
（5）模拟信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。考试大论坛
（6）一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN.（7）DCS是控制（工程师站）、操作（操作员站）、现场仪表（现场测控站）的3级结构。
（8）缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS系统是各家不同的。
（9）用于大规模的连续过程控制，如石化等。
（10）制造商：Bailey（美）、Westinghous（美）、HITACH（日）、LEEDS & NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB （瑞士）、Hartmann & Braun（德）、Yokogawa（日）、Honewell（美国）、Taylor（美）等。
2.3 FCS
（1）基本任务是：本质（本征）安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。
（2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。
（3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制中心，取代每台仪器两根线。
（4）在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。
（5）多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。
（6）是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的。
（7）用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。
（8）由现场电脑操纵，还可挂到上位机，接同一总线的上一级计算机。
（9）局域网，再可与internet相通。
（10）改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。
（11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag— Bailey、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。
（12）3类FCS的典型1）连续的工艺过程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是绝对重要的，典型产品是FF、World FIP、Profibus—PA；2）分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车，典型产品是Profibus—DP、CANbus；3）多点控制如楼宇自动化，典型产品是LON Work、Profibus—FMS.
从上述基本要点的描述中，我们是否注意到一点，用于过程控制的三大系统，没有一个是针对电站而开发的，或者说，在他们开发的初期，都并非以电站做系统的首选控制对象。而在这些系统的使用说明中也绝不把电站做为首选适用范围，有的在适用范围中根本就不提电站。现在奇怪的是，这三大控制系统，尤其是DCS、PLC，都在电站得到了广泛应用，而且效果也非常好。
工控机与个人电脑及PLC触摸屏的问题怎样解决？
工控机与PLC的区别并不在于长得什么样子，也不在于使用的工作环境，而在于它们的功能。就发展来说，它们来自不同的途径，PLC来源以继电器为特征的电气逻辑控制，工控机来源于计算机。早期PLC只能用于进行逻辑运算，现在功能越来越强大了，但总体来说，还是适合于进行以顺序控制为主的自动化工程中，如流程工业。工控机作为控制设备，主用于以过程控制为主的自动化工程，如化工工业。工控机作为上位机人界面，认为只相当一台PC，与控制功能没什么关关系。工控机（Industrial Personal Computer—IPC）是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。触摸屏可以做为工控机的输入和显示单元，工控机触摸屏也有做成一体的，就是一块触摸屏但有工控机的功能。HMI是Human Machine Interface 的缩写，也叫触摸屏，“人机接口”，也叫人机界面。人机界面（又称用户界面或使用者界面）是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介， 它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在 着人机界面。一般HMI连PLC或现场总线。其在接口上和工控机直接相连的触摸屏有差异味。触摸屏是“图形操作终端”“GOT”在工业控制中的通俗叫法，这种液晶显示器具有人体感应功能，当手指触摸到触摸屏上的图形时，可发出操作指令。可编程逻辑控制器（PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。其实就是使用它来绘制画面，在画面中实现显示/输入/输出/存储/报警等功能。触摸屏在工业应用中就相当于一个能显示又能与PLC进行通讯(实现各种功能)的一个智能设备。它也是有内存有编程能力的。比如可以在上面绘制按钮，代替实际的按钮实现通断控制；在上面绘制数据输入按钮，可以输入数据给PLC中的寄存器；可以在上面显示plc的运行状态，如x,y通断可用灯亮灭来表示，还有实时显示已加工工件数目、生产线速度、电机电流等；某些品牌型号还有很多高级的功能比如直接可以制作配方表，存储在触摸屏中而非PLC中。等等吧。将PLC和触摸屏结合使用可以节省很多如按钮，转换开关，中间继电器，时间继电器等硬元件，还可以通过组态软件将整个系统的现场数据集中在触摸屏上显示，方便观察，自动记录，另外其体积相对较小，安装方便，便于维护，成本也较低。
请问PLC、单片机、工控机、DCS、FCS之间的区别和适用场合
这里面PLC、工控机是一类，单片机是一类，DCS和FCS是一类。
PLC广泛用于工厂自动化系统，由于其成本低，性能可靠，目前是工厂里应用最广泛的逻辑器件。单片机顾名思义实际上就是一个一片IC就是一个最简单的计算机，自己可以往里写程序，用途也非常广泛，主要用于一些智能化的仪表，家电等，体积小。DCS是前几年比较流行的计算机离散控制系统，主要用于过程控制，比如化工冶金等行业，近几年时髦起来的FCS叫现场总线，说是DCS的替代，但是有的地方还不是很成熟，在相当一段时间里这两种系统会共存。
