隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)。在工業(yè)過程控制中的三大控制系統(tǒng)，分別是PLC、DCS、FCS。一些人認為FCS是由PLC發(fā)展而來的；另外一些人則認為FCS是由DCS發(fā)展而來。FCS與PLC及DCS之間既有密不可分的關(guān)聯(lián)，又存在著一點的差別。

PLC控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下的應用而設(shè)計。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。

DCS集散控制系統(tǒng)，又叫計算機分布式控制系統(tǒng)。它是20世紀70年代中期迅速發(fā)展起來的，它把控制技術(shù)、計算機技術(shù)、圖像顯示技術(shù)以及通信技術(shù)結(jié)合起來，也稱作4C技術(shù)，實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的監(jiān)視、控制和管理。它既打破了常規(guī)控制儀表功能的局限性，又較好的解決了早期計算機系統(tǒng)對于信息、管理和控制作用過于集中帶來的危險性。

FCS 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場設(shè)備，本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場化。

大型 PLC 構(gòu)成的過程控制系統(tǒng)的基本特點

(1) 從上到下的結(jié)構(gòu)，PLC 既可以作為獨立的 DCS，也可以作為DCS的子系統(tǒng)。

(2) PID 放在控制站中，可實現(xiàn)連續(xù)PID控制等各種功能。

(3) 可用一臺PC為主站，多臺同類型 PLC為從站；也可用一臺PLC 為主站，多臺同類型 PLC為從站，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡。

(4) 主要用于工控中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。

 DCS控制系統(tǒng)的基本特點

(1) 從上到下的樹狀系統(tǒng)，其中通信是關(guān)鍵。

(2) PID在控制器中，連接計算機與現(xiàn)場儀器儀表。

(3) 是樹狀拓撲和并行連續(xù)的鏈路結(jié)構(gòu)，有大量電纜從中繼站并行到現(xiàn)場儀器儀表。

(4) 信號系統(tǒng)包括開關(guān)量信號和模擬信號。

(5) DCS一般是由現(xiàn)場儀表層、控制裝置單元層、工廠（車間）層、和企業(yè)管理層構(gòu)成。

FCS 控制系統(tǒng)的基本特點 

（1）FCS是3C技術(shù)的融合。它適用于本質(zhì)安全、危險區(qū)域、易變過程、難于對付的非常環(huán)境。

（2）現(xiàn)場設(shè)備高度智能化，提供全數(shù)字信號；一條總線連接所有的設(shè)備。

（3）從控制室到現(xiàn)場設(shè)備的雙向數(shù)字通信總線，是互聯(lián)的、雙向的、串行多節(jié)點、開放的數(shù)字通信系統(tǒng)取 代單向的、單點、并行、封閉的模擬系統(tǒng)。

（4）控制功能徹底分散。

 DCS控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的比較

DCS是一種“分散式控制系統(tǒng)”，而 PLC 只是一 種控制“裝置”，兩者是“系統(tǒng)”與“裝 置”的區(qū)別。系統(tǒng)可以實現(xiàn)任何裝置的功能與協(xié)調(diào)，PLC 裝置只實現(xiàn)本單元所具備的功能。網(wǎng)絡方面， 網(wǎng)絡是控制系統(tǒng)的中樞神經(jīng)。

DCS 系統(tǒng)如 HOLLiAS MACS 系統(tǒng)的網(wǎng)絡，由上至下分為系統(tǒng)網(wǎng)絡和控制網(wǎng)絡兩個層次，系統(tǒng)網(wǎng)絡實現(xiàn)現(xiàn)場控制站與系統(tǒng)操作員站的互連，控制網(wǎng)絡實現(xiàn)現(xiàn)場控制站與智能 I/O 單元的通訊，信息傳輸實時可靠。

而 PLC 因為基本上都為個體工作，其在與別的 PLC 或上位機進行通訊時，所采用的網(wǎng)絡形式基本都是單網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)絡安全上，PLC 沒有很好的保護措施。

DCS 在整個設(shè)計上留有大量的可擴展性接口，外接系統(tǒng)或擴展系統(tǒng)都十分方便，PLC 所搭接的整個系統(tǒng)完成后，想隨意的增加或減少操作員站都是很難實現(xiàn)的。DCS 安全性為保證 DCS 控制設(shè)備的安全可靠，DCS 采用了雙冗余的控制單元，當重要控制單元出現(xiàn)故障時，都會有相關(guān)的冗余單元實時無擾的切換為工作單元，保證整個系統(tǒng)的安全可靠。

PLC 所搭接的系統(tǒng)基本沒有冗余的概念，就更談不上冗余控制策略。特別是當其某個PLC 單元發(fā)生故障時，不得不將整個系統(tǒng)停下來，才能進行更換維護并需重新編程。所以DCS系統(tǒng)要比PLC安全可靠性上高一個等級。DCS 與 PLC 硬件可靠性差不多。PLC 的優(yōu)勢在于軟件方面，PLC 采用的是順序掃描機制，PLC 在高速的順序控制中占主導地位。PLC的循環(huán)周期在10ms 秒左右，而DCS 控制站在500ms 左右。

DCS 實現(xiàn)順序聯(lián)鎖功能相對于PLC來講是弱勢，且邏輯執(zhí)行速度不如 PLC。相對而言，PLC 構(gòu)成的系統(tǒng)成本更低。DCS 的現(xiàn)場控制站層通常采用集中式控制，盡管支持遠程分布式 I/O，但由于成本原因，很少采用。而PLC 基于現(xiàn)場總線的遠程分布式 I/O 體積小更靈活易用，能有效地節(jié)省接線成本。

FCS控制系統(tǒng)與DCS控制系統(tǒng)的比較

可以說FCS 兼?zhèn)淞薉CS 與 PLC的特點，而且跨出了革命性的一步。

（1）FCS是全開放的系統(tǒng)，其技術(shù)標準也是全開放的，F(xiàn)CS 的現(xiàn)場設(shè)備具有互操作性，裝置互相兼容，因此用戶 可以選擇不同廠商、不同品牌的產(chǎn)品，達到最佳的系統(tǒng)集成；DCS 系統(tǒng)是封閉的，各廠家的產(chǎn)品互不兼容。

（2）FCS 的信號傳輸實現(xiàn)了全數(shù)字化，其通信可以從最底層的傳感器和執(zhí)行器直到最高層，為企業(yè)的MES 和 ERP 提供強有力的支持，更重要的是它還可以對現(xiàn)場裝 置進行遠程診斷、維護和組態(tài)；DCS 的通信功能受到很大限制，雖然它也可以連接到 Internet，但它連不到底層，它提供的信息量也是有限的，它不能對現(xiàn)場設(shè)備進行遠程操作。

（3）FCS 的結(jié)構(gòu)為全分散式，它廢棄了 DCS 中的 I /O 單元和控制站，把控制功能下放到現(xiàn)場設(shè)備，實現(xiàn)了徹底的分散，系統(tǒng)擴展也變得十分容易；DCS 的分散只是到控制器一級，它強調(diào)控制器的功能，數(shù)據(jù)公路更是其關(guān)鍵。

（4）FCS 的全數(shù)字化，控制系統(tǒng)精度高，可以達到土0.1％；而DCS 的信號系統(tǒng)是二進制或模擬式的，必須有A /D 、D/ A環(huán)節(jié)， 所以其控制精度為土 0.5 ％。

（5）FCS 可以將PID閉環(huán)功能放到現(xiàn)場的變送器或執(zhí)行器中，加上數(shù)字通信，所以縮短了采樣和控制周期，目前可以從 DCS 的每秒2-5次，提高到每秒10-20 次，從而改善了調(diào)節(jié)性能。

（6）由于 FCS 省去了大量的硬件設(shè)備、電纜和電纜安裝輔助設(shè)備，節(jié)約了大量的安裝和調(diào)試費用，所以它的造價要遠低于DCS。

FCS是一個開放的、完全分布式的、智能控制的系統(tǒng)。但傳統(tǒng)DCS、PLC系統(tǒng)已經(jīng)被使用了幾十年來，發(fā)展成為一個實用型的、可靠性高的系統(tǒng)。隨著它們各自的發(fā)展，都有向?qū)Ψ娇繑n的趨勢。像新型的 DCS 已有很強的順序控制功能；而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不弱，并且兩者都能組成大型控制網(wǎng)絡。