在工業(yè)生產(chǎn)中,,隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜程度的提高,,實(shí)際應(yīng)用對控制系統(tǒng)的要求越來越高,。在20世紀(jì)50~60年代,,以模擬信號為主的電子裝置和自動化儀表組成的監(jiān)控系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的機(jī)電控制系統(tǒng),。隨后是在70~80年代,,集散控制系統(tǒng)dcs(DistributedControlSystem)的出現(xiàn),,把大量分散的單回路測控系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中統(tǒng)一管理,,用各種I/O功能模塊代替控制室儀表,,利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)回路調(diào)節(jié),、工況聯(lián)鎖、參數(shù)顯示,、數(shù)據(jù)存儲等多種功能,,從而實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制技術(shù)的飛躍。
DCS一般由操作站級,、過程控制級和現(xiàn)場儀表***組成,,其特點(diǎn)是“集中管理,分散控制”,,基本控制功能在過程控制級中,,工作站級的主要作用是監(jiān)督管理。分散控制使得系統(tǒng)由于某個局部的不可靠而造成對整個系統(tǒng)的損害降到較低的程度,,且各種軟硬件技術(shù)不斷走向成熟,,極大地提高了整個系統(tǒng)的可靠性,因而迅速成為工業(yè)控制系統(tǒng)的主流,。但DCS的結(jié)構(gòu)是多級主從關(guān)系,,底層相互間進(jìn)行信息傳遞必須經(jīng)過主機(jī),從而造成主機(jī)負(fù)荷過重,,效率低下,,并且主機(jī)一旦發(fā)生故障,整個系統(tǒng)就會“癱瘓”,。而且DCS是一種數(shù)字—模擬混合系統(tǒng),,現(xiàn)場儀表仍然使用傳統(tǒng)的4~20mA模擬信號,工程與管理成本高,,柔性差,。此外各制造商的DCS自成標(biāo)準(zhǔn),,通訊協(xié)議封閉,極大的制約了系統(tǒng)的集成與應(yīng)用,。
進(jìn)入90年代,,具有數(shù)字化的通信方式、全分散的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),、開放的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),、多種傳輸媒介和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、高度的環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)的現(xiàn)場總線(Fieldbus)技術(shù)迅速崛起并趨向成熟,,控制功能全面轉(zhuǎn)入現(xiàn)場智能儀表,,而在此基礎(chǔ)上形成的新的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS(FieldbusControlSystem)綜合了數(shù)字通信技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù),、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能儀表等多種技術(shù)手段,,從根本上突破了傳統(tǒng)的“點(diǎn)對點(diǎn)”式的模擬信號或數(shù)字—模擬信號控制的局限性,,構(gòu)成一種全分散、全數(shù)字化,、智能化,、雙向、互連,、多變量,、多接點(diǎn)的通信與控制系統(tǒng)。相應(yīng)的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較大的變化,。FCS的典型結(jié)構(gòu)分為設(shè)備層,、控制層和信息層。采用了現(xiàn)場總線技術(shù)使控制功能下放到現(xiàn)場設(shè)備成為可能,,現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)不僅是通信標(biāo)準(zhǔn),,同時(shí)也是系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。FCS正在走向取代DCS并推動著工業(yè)控制技術(shù)的又一次飛躍,。