DCS、FCS、工业以太网之间的区别和联系.pdf

DCS、FCS与工业以太网的区别和联系

摘要：

本文对DCS（集散控制系统/分布式控制系统/distributedcontrolsystem）、FCS(现场

总线控制系统)和工业以太网三种工业自动化控制系统进行了简要的介绍，结合其各自的特

点对它们之间的区别和联系进行了论述。希望读者能够通过本文，对这三种控制系统有一定

的认识和了解。

关键词：

DCSFCS工业以太网区别联系

1概述

DCS是20世纪70年代随着微处理器的出现而逐渐发展起来的一种计算机控制系统。

因其控制功能分散、操作监视与管理功能集中的特点，称为分布式控制系统。它是目前在工

业控制领域应用最广的计算机控制系统。

由于DCS存在生产厂商专有技术造成的硬件与软件的封闭性，20世纪90年代出现了

现场总线技术FCS，它是连接智能测量与控制设备的全数字式、双向传输、具有多节点分支

结构的通信链路，是工业自动化领域近年来的热点。

以太网是最著名的几种局域网之一，应用范围很广，它不仅是一种主要的办公自动化局

域网，在工业控制网中也得到一定的应用。以太网在工业控制网络结构中有两种不同的应用，

一类是把以太网用在复合型结构的通信网络中作为管理子网，传递生产管理信息；另一类是

把以太网当作控制网络使用，即把所有的工作站直接挂在以太网上传递过程数据。

2三类控制系统的特点

2.1DCS的特点

典型DCS系统的体系结构一般为三层，即管理级、监控级（工程师站/操作站）和过程

控制级，有三级网络连接各层相应的设备。DCS因而具有三种类型的产品，即仪表型分散控

制系统；以PLC为基础的分散控制系统；以PC总线为基础的分散控制系统。

DCS过程控制器与现场变送器的直接连接采用一对一的设备连接方式，需消耗大量的连

接电缆且安装和维护费时费力。DCS属于半数字系统,还需大量的AI/AO、DI/DO和PI/PO等

中间模板来完成模拟量与数字量间的信息转换。

DCS系统的特点如下：

1)集4C(Communication，Computer，Control，CRT)技术与一身；

2)是从上到下的树状拓扑系统，其中通信是关键；

3)PID功能在中继站中，中继站连接计算机、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)与现场仪器仪表间使用模拟信号进行通信；

6)成本高，各公司产品不能互换和互操作；

7)常用于控制精度要求高的大规模连续过程控制。

2.2FCS的特点

现场总线具有全分散、全数字化、智能、双向、多变量、多点多站、互操作的特点，它

是用现场总线这一开放的、具有互操作性的网络将现场各个控制器和仪表设备互联，构成现

场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维修费用。

FCS系统的特点如下：

1)采用一对N的设备连接方式，成本低。FCS属于纯数字系统，无需AI/AO、DI/DO和

PI/PO等中间模板。而且，用数字信号代替模拟信号传输，在一对双绞线或一条电

缆上可挂接多个现场设备，节省硬件数量与投资。节省安装费用，系统成本低。

2)能够将原先DCS系统中处于控制室的控制功能置入现场设备，使得控制过程直接在

现场完成，即就地采集信息、就地处理、就地控制。上位机主要对控制系统进行总

体监督、协调、优化控制与管理，彻底实现了分散控制。

3)采用统一的协议标准，使得系统具有开放性和互操作性，不同厂家的现场设备可方

便地接入同一网络中，且能够互相访问，简化了系统的集成。

4)通过数字化传输现场数据，FCS能获取现场设备的各种状态、诊断信息，实现实时

的监控和管理。系统组态十分方便灵活。

5)可以方便地应用于要求本征安全的危险工作区域和非常环境。

6)是互联的、开放的系统，用分散的虚拟控制站取代了DCS中的集中控制站。通过局

域网可以与Internet相通。

2.3工业以太网的特点

工业以太网是基于IEEE-802.3(Etherne