FCS系统

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FCS系统(Fieldbus ControlSystem)

　　FCS系统是现场总线控制系统的简称，是以现场总线为基础贯穿于生产现场，在测量、执行机构(过程控制现场仪表)和控制设备(控制室操作站)之间实现双向、串行、多节点数字通信的控制系统。该系统具有开放性、分散性的技术特点，是目前最先进的控制系统装置。在FCS技术中，每个现场设备都是靠智能化、能够相互通信、具有特定功能的设备，其系统结构特点是全分散式，包括现场设备位置分散和功能块分散。

　　在FCS技术中，每个现场设备之间的联系均通过现场总线来实现。现场总线是一种数字式、串行、多点的，用于最底层工业控制设备及仪表(如传感器、执行器及现场控制器)互连通信的数据总线。现场总线采用数字串行通信，其基本结构为总线型。

　　各个现场设备都与总线相接并共用这一总线来互相交换数据。例如：一个现场设备经总线发布一个控制命令，相应现场设备从总线上接收到这一命令后，执行命令所要求操作。同时，其他设备虽然接收到这一命令，因该命令是针对特定设备的。所以，除了该设备以外，其他设备并不执行这一命令。

　　FCS的优势在于：它是DCS/PLC继承发展的结果。它在很多方面继承了DCS/PLC成熟技术。例如在人机界面操作站、基于IEC61131-3的编程组态方法、热备冗余思想和方法、远程I/O、现场变送器和阀门定位器等仪表的两线制供电、本质安全防爆等方面。但是FCS相对于DCS/PLC的技术进步产生了质的飞跃，超越了DCS/PLC的框架，也不适当再称之为"改进了的DCS/PLC"。FCS最深刻的改变是现场设备的数字化、智能化和网络化。DCS多为模拟数字混合系统，FCS是分步式网络自动化系统。DCS采用独家封闭的通信协议，FCS采用标准的通信协议。DCS属多级分层网络结构，FCS为分散控制结构。故FCS比传统DCS性能好，准确度高，误码率低。FCS相对于DCS组态简单，由于结构、性能标准化，便于安装、运行、维护。

　　FCS本质是信息化处理现场，核心是总线协议，基础是数字智能现场装置。

　　现场总线作为一种生产现场应用的，在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的底层控制系统，其形成了工厂底层网络，完成现场控制设备之间的多点数字通信，实现现场各个控制设备之间、生产现场与外界韵信息交换。现场总线技术主要目的是实现现场设备及现场控制过程的管理，过程管理和设备管理是现场总线技术的主要内容；对于现场总线工业系统，不仅需要管理控制设备信息，还需要管理信息。通过现场总线可实现一个企业的信息集成，实施管理与现场控制综合自动化。在现场总线的组成结构中，智能仪表是现场设备管理的基础，起着不可或缺的作用，其在一定程度上已完全体现了现场总线技术的功能：

　　①智能仪表可以输入输出数据，完成信号的转换，结合预定的规律进行一定的计算和处理，实现信息处理的现场化，达到控制部分现场设备的目的。

　　②智能仪表的传输信号已由模拟信号改为数字信号。过去仪表采用模拟信号，通过电流将信息远距离传送应用于工业生产现场和控制室之间，而电压传递同一信息应用于控制室和并联的多个仪表中，在电流及电压信号的传输中，最可怕的是信号衰减的不可预估性，为信号的准确传输留下致命的缺陷；而逐渐取代模拟信号的数字信号传送的是数据的开关量，其不存在信号的衰减，从而为信号的远距离精确传送提供了坚实的基础。

　　③智能仪表具有强大的自诊断能力，可以及时指示和预测故障，完成预防性维护工作，具有更高的可靠性、互操作性、安全防爆性。

　　在其它组成结构中，通信系统作为信号联结的枢纽，为信息交换提供了保障，而计算机管理软件则充分发挥智能仪表的诊断能力，通过一系列的组态、分析、诊断，达到提高现场生产管理水平和生产效益的目的。

　　总而言之，从技术角度上来讲，现场总线技术有着较强的开放性、互操作性和互用性，在设备方面，智能化和功能自治性较为显著，在系统结构方面，高度分散性以及有效适应现场环境则是它的特点。因为这些特点的存在，应用现场总线技术具有一系列的优势，硬件数量和投资可以得到合理安排，在一定程度上节约了安装和维护开销的费用，系统的准确性和可靠性程度较高等。