再谈PLC、DCS、IPC与现场总线的关系

1,现场总线技术的本质是早就成熟的网络通讯技术，是伴随这几年互联网与数字浪潮而炒作的连带品。
早在70年代，PLC就含有这个技术，在PLC中称为远程I/O（PLC通过其远程I/O模块与多个现场设备通讯）。
在80年代初，由西门子等十多家公司在北海石油BP的石油钻井平台搞了一个称为高速现场总线的试验，
把所有的传感器和执行器通过载波方式挂到一对电源线上与控制装置通讯。因为石油钻井平台的空间有限
，布线和线缆维护困难，希望减少电缆。应当注意到，只有电源线与通讯线合用，才是现场总线的意义所在。
可想而知，做到这一点成本是不低的。
2，应当注意到，现场总线的本质是现场传感器和执行器等设备与控制装置之间的通讯，它本身既不能取代现
场设备，也不能代替PLC/DCS/IPC等控制装置。不少人取了一个新名词“FCS（现场总线控制系统）”，并说它
取代DCS/PLC，是言过其实的。DCS 本身的概念就是分散控制系统，已够广义的了，至于，用什么来实现分散
控制并没有规定，也不好规定，所以用PLC连网也可构成DCS。只不过一些定义“FCS”的
朋友强调了“FCS实现了彻底的分散”，事实是，彻底的分散却变成了彻底的集中，因为
实现系统功能所需的信息全部依赖总线来交换，总线的可靠性和总线上任一节点的可靠性决定了整个系统的
命运。
3，现场总线的成本大大提高了，每个传感器都要有单独的信号放大调理电路，A/D转换，载波与通讯电路，电源
部件，及其它智能部件。要使这些成本低于一对普通导线，恐怕不太现实。
4，现场总线的故障确定与排除也是很难的事，因为当总线上的某个节点机故障而封锁总线时，要确认那个节点故障
是不容易的，只得一段一段一个一个的拔了（本人有过这样的经历）。
5，说“FCS”会取代DCS和PLC的人往往确实在工程上应用过，但仔细一看，原来多是些监测报警和简单控制。“FCS”
的论据是每个智能执行器自身可以具有控制装置（PLC，IPC，DCS控制站）的能力。而事实上，象大型发电厂，大型
化工/冶金等复杂控制系统，其控制逻辑是极其复杂的，其输入输出，输出与输出之间存在千丝万屡的关系，如何把
这些任务进行分割分配给每个执行器是很难的。而合理的现场总线应用应是：传感器完成信号的数字化，并进行一些
必要的预处理（如热电偶非线性补偿，传感器故障诊断），执行器完成后处理和动作，控制装置接收传感器的信号，
进行统一运算，将运算结果送给执行器。
6，现场总线由于所有信息均需通过总线串行交换，其实时性不得不受限制。
7，现场总线由于能大大减少电缆，所以对大楼布线这样的对电缆数量有要求的场合十分有意义。
8，工业应用中，机电设备，小型系统，重要安全的装置或系统不宜用现场总线。
9，工业中2/3以上的开关量信号（短距离时）不宜用现场总线。
10，未来的控制系统或装置是多种技术的复合应用，很难说谁吃了谁。
    彭建学   上海

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