About the three major industrial control systems PLC, DCS, FCS, you must understand these

关于三大工控系统PLC、DCS、FCS，你必须了解这些

随着工业技术的飞速发展，集散控制系统、现场控制系统相继出现。在工业过程控制中，三大控制系统分别是PLC、DCS、FCS。有人认为FCS是由PLC发展而来，也有人认为FCS是由DCS发展而来。FCS、PLC、DCS三者之间有着密切的关系，但也存在着一些区别。

PLC是专为工业应用而设计的数字计算电子系统，它使用可编程存储器来存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算术运算和面向用户的指令，通过数字或模拟的输入或输出来控制各种类型的机械或生产过程。

DCS，即分布式控制系统，于1970年代中期迅速发展起来，集控制技术、计算机技术、图像显示技术和通讯技术于一体，又称4C技术，可实现对生产过程的监视、控制和管理。DCS打破了传统控制仪表功能的局限性，解决了早期计算机系统信息、管理和控制功能过于集中的弊端。

FCS，即现场总线控制系统，以总线协议为中心，以数字化智能现场设备为基础，本质上实现了信息处理的分散化。

基于大型 PLC 的过程控制系统的主要特点包括：

分层结构，其中 PLC 可以作为独立的 DCS 或 DCS 的子系统运行。
控制站中的 PID 控制可实现各种功能，例如连续 PID 控制。
采用单台PC机作为主站，多台同类PLC作为从站或组成PLC网络。
主要用于工业自动化中的顺序控制，较新的 PLC 结合了闭环控制功能。

DCS 控制系统的主要特性包括：

分层树状系统结构，通信至关重要。
控制器中的 PID 控制，将计算机与现场仪表连接起来。
采用树状并行连续链路结构，众多电缆从中继站延伸至现场仪表。
信号系统包括数字信号和模拟信号。
通常由现场仪表层、控制装置单元层、工厂（车间）层、企业管理层组成。

FCS 控制系统的主要特点包括：

融合3C技术，适用于本质安全、危险区域、动态过程和具有挑战性的非标准环境。
高度智能的现场设备提供全数字信号，并通过单条总线连接所有设备。
从控制室到现场设备的双向数字通信总线，取代单向、单点、并行、封闭的模拟系统。
完全分散的控制功能。

DCS与PLC控制系统的比较：

DCS是分散控制系统，PLC只是控制装置，突出了系统与设备的区别，网络是控制系统的中枢神经。

HOLLiAS-MACS等DCS系统的网络分为系统网络和控制网络，系统网络连接现场控制站与系统操作员站，控制网络连接现场控制站与智能I/O单元，保证信息传输的实时性、可靠性。

PLC一般作为独立单元工作，其通信网络通常为单网结构，与DCS相比，PLC缺乏强大的安全措施。

DCS 提供广泛的可扩展性接口，可轻松集成外部或扩展系统，而在 PLC 系统中添加或删除操作员站则具有挑战性。DCS 通过双冗余控制单元确保控制设备的安全性和可靠性，在主单元发生故障时可无缝切换。

PLC 系统缺乏冗余概念和策略，当 PLC 单元发生故障时，系统会停止运行，需要关闭系统、进行维护和重新编程。与 PLC 相比，DCS 具有更高的安全性和可靠性。DCS 和 PLC 的硬件可靠性相似，但 PLC 在软件方面更胜一筹，其顺序扫描机制主导着高速顺序控制。PLC 的周期约为 10 毫秒，而 DCS 控制站的运行周期约为 500 毫秒。

DCS顺序联锁功能相对PLC较弱，逻辑执行速度较慢，基于PLC的系统性价比较高，DCS一般在现场控制站层采用集中控制，远程分布式I/O受成本制约较少采用，基于现场总线远程分布式I/O的PLC体积更小，灵活性更高，使用方便，节省接线成本。

这是对 DCS 和 PLC 控制系统比较的全面概述。

FCS控制系统与DCS控制系统的比较

可以说FCS综合了DCS和PLC两者的特点，迈出了革命性的一步。

图像

FCS是一个开放的系统，具有开放的技术标准，FCS的现场设备可以互操作、兼容，用户可以选择不同厂家、不同品牌的产品，实现系统的最佳集成；而DCS系统是封闭的，不同厂家的产品互不兼容。
FCS信号传输为全数字化，从最底层的传感器、执行器到最上层都可以实现通信，为企业MES、ERP提供强有力的支持。更重要的是，FCS可以实现现场设备的远程诊断、维护、配置。DCS通信能力有限，虽然可以接入互联网，但与底层的连接性较差，提供的信息有限，无法对现场设备进行远程操作。
FCS的结构是完全分散的，取消了DCS中的I/O单元和控制站，将控制功能下放到现场设备，实现了彻底的分散化，系统扩展也十分方便。而DCS的分散化只延伸到控制器层，强调控制器的功能，数据通路至关重要。
FCS为全数字化系统，控制系统精度较高，精度可达±0.1%左右；而DCS信号系统为二进制或模拟量，需经过A/D、D/A转换，控制精度约为±0.5%。
FCS 可以将 PID 闭环功能整合到现场变送器或执行器中，结合数字通信，减少采样和控制周期。这种增强功能可将控制性能从 DCS 中的每秒 2-5 次提高到 FCS 中的每秒 10-20 次。
通过省去大量硬件设备、电缆及电缆安装辅助设备，FCS节省了安装和调试费用，比DCS具有明显的成本效益。

FCS是一种开放式、全分布式智能控制系统。传统的DCS和PLC系统经过几十年的发展，已经发展成为实用、高可靠性的系统。随着各自的发展，两者有融合的趋势。例如，新的DCS系统具有强大的顺序控制能力，而现代的PLC也擅长闭环控制，并且都可以组成大型控制网络。

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关于三大工控系统PLC、DCS、FCS，你必须了解这些

2024年3月2日
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石化厂火炬压缩机单板控制系统改造

2024年3月2日
介绍及项目概况在石油化工生产中，配置的火炬气回收装置是环保节能的重要装置，可回收炼油等多套化工装置排放的气体，并将回收的气体以燃料气形式再利用，不仅减少了环境污染，还节约了能源和资源，推动了石化企业的可持续发展。在火炬气回收装置系统中，压缩机作为核心设备起着至关重要的作用。在实际应用中，随着运行年限的增加，压缩机的性能逐渐下降，为保证其高效安全运行，需要对其进行维护和优化。通过优化改造，解决其运行中存在的缺陷，保证压缩机的性能水平，从而实现装置的运行效益。某石化厂火炬气回收压缩机系统采用WLVT 321/19350（1335S）螺杆压缩机，控制系统采用德国GEA FES System GmbH公司产品，控制系统采用微处理器主板控制核心，MCP-94及S系列压缩机Micro III控制面板。本项目最大的挑战和技术风险在于控制程序不开源，因此根据系统项目传输过来的技术数据、控制面板存储的参数、仪表及工艺操作员已知的一些生产工艺数据以及联锁条件，开发一套专门针对该压缩机的控制系统程序。压缩机简介 WLVT 321/19350 (1335S) 螺杆压缩机是一种正排量、螺旋轴流压缩机，设计用于压缩工艺气体和制冷剂。压缩机由润滑系统、油分离系统、油冷却系统和液压系统组成。压缩机润滑系统分离器中的油经粗滤器输送至油泵入口，由油泵经油过滤器泵入主油箱，再分配至压缩机各部件，多余的油经压差调节器回流至分离器，以控制输送至压缩机的油压。压缩机油分离系统由于螺杆压缩机使用油进行冷却、密封和润滑，油会与工艺气体混合，必须先将其与工艺气流分离，然后才能进入系统的其他部分。FES 采用高效的两级油分离系统设计，将几乎所有工艺气体与油分离。压缩机冷却系统压缩机组配备由用户提供并安装的油水冷却器，系统采用三通温控阀（AMOT）将来自油冷却器的冷机油与来自油分离器的热机油混合，以控制油温。压缩机液压系统压缩机利用液压动力来操作负载控制系统。当压缩机在满负荷条件下运行时，滑阀处于滑动停止位置。当滑阀从滑动停止位置移动时，卸载开始，打开旁路，使工艺气体流回入口。该装置使用高压机油来加载和卸载压缩机，通过对液压活塞的一侧加压并卸载另一侧来实现滑阀的移动。控制系统功能系统工艺流程压缩机控制系统工艺流程界面主要监控分离罐液位开关上限、分离罐过滤器高压差、油分离器液位下限的报警开关状态，监控压力、压差、温度、滑阀位置、电机电流等工艺及设备相关参数数据，监控压缩机、油泵、加载阀、卸载阀、氮气供应隔离阀、吹气排放隔离阀、进气管路隔离阀、高温气体旁通隔离阀、喷油控制阀等设备运行状态，喷油控制阀用于控制压缩机出口温度，手动方式为手动阀门开度设定，自动方式为PID整定参数设定。控制系统监控还包括启动条件、启动/关闭程序、联锁/紧急关闭程序、联锁屏幕、范围/报警/联锁参数设置、系统工艺参数设置等界面（点击工艺流程监控界面中的屏幕按钮可以打开子屏幕）。系统启动条件系统启动前，请确保“准备启动”条件满足，即“准备启动”背景为绿色，若背景为白色，点击后会弹出“准备启动”条件详情（若条件满足，背景变为绿色，否则为白色）。系统启动/正常关机 3.1. 系统启动步骤对于新安装的设备或经过维护或预防性维护停机后重新启动的设备，压缩机启动时应遵循以下步骤：检查油分离器内的油位，停机状态下油位应位于上玻璃液位计的中间位置，压缩机运转时油位不应低于下玻璃液位计。...

石化厂火炬压缩机单板控制系统改造

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全面功能介绍

2024年3月2日
临沧油库可视化决策平台依托现有信息系统数据资源，深度融合大数据、人工智能、数字孪生、综合通信等前沿技术，覆盖油库各业务领域，通过先进的人机交互方式，实现厂区三维全景可视化、资源可视化管理、油库巡检、仪表巡检、数据巡检等功能，实现厂区智能化管理运营，广泛应用于应急指挥、数据分析等场景。数字孪生与人工智能（AI）、机器学习（ML）并列为十大战略技术趋势，需要通过自下而上的数据到顶层的综合分析决策来实现。数字孪生架构组件02 该平台通过联动服务应用层、虚拟仿真层、实体对象层三个层次实现数字孪生的实际应用。物理对象层：利用物联网传感技术与信息物理系统（Cyber-Physical Systems）对软硬件资源中的多种信息要素进行感知、采集和整合，通过RFID、无线定位、视频系统、传感器等数据采集设备对厂区内各种要素进行实时监控，包括进出库运输信息、仓储状况、检验状态、采购销售信息等。虚拟仿真层：它模拟从物理对象层收集的数据，将工厂区域的实时情况映射到模拟环境中。这有助于监控和分析资产、流程和工作流程，以节省时间和金钱。联动服务应用层：对系统执行状态及环境动态进行识别和评估，通过各执行单元的独立算法（如巡检路径算法、运油车调度算法等）将基于设定目标的最优方案反映到可视化平台上，实现决策过程的智能化、可视化、过程化控制。如何实现数字孪生 03 使用 Maya 或 3ds Max (DCC) 等软件创建厂区模型，并通过 RESTful API 访问和连接实时数据源，将真实场景映射到虚拟场景。实时物联网设备对于完整的环境映射至关重要，可利用从此类设备收集的数据进行分析、测试、优化和预测检查。数字孪生的 3D 模型可以通过多种方法创建，例如激光扫描、摄影测量或图形编译软件。可以使用不同的软件对模型中的不同模块进行建模，以提高整体模型的性能效率，特别是在结构复杂、要求严格的模型中。例如，没有特定功能的建筑可以简单地设计外观，重要设备可以通过 DCC 扫描建模，各种管线可以使用专业管线软件布置和生成。油库可视化巡检系统 04 基于区域仪器运行状态检测、油库数据在线监测、实时报警数据、运行车辆统计。巡检人员沿巡检路线进行检测，设备发生故障时，发出报警，以红色异常表示。巡检人员利用现场定位设备进行精准定位，实时跟踪巡检路径及状态。项目中一般采用GPS信号定位，使用个人手机APP即可实现定位跟踪，成本较低。对于信息安全要求高的客户，可利用本地定位设备，无需连接外网，即可跟踪巡检人员的位置，并反映在可视化平台上。数字化应急指挥方案 05 以功能拓展的立体地图为基础，将消防力量分布、安全重点区域、消防水源、事件警报、调度记录、重点区域分布、道路分布、微型消防站、社会应急力量、应急储备物资、应急资源统计等信息在指挥屏上进行管理和展示。...

全面功能介绍

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