随着工业技术的快速发展,相继出现了集散控制系统和现场总线控制系统, 一些行业当中有的人认为fcs 是由plc发展而来的;另一些行业的人认为fcs又是由dcs发展而来的。fcs与 plc及dcs之间既有密不可分的关联, 又存在着本质的区别。
在工业过程控制中的三大控制系统,分别是plc、dcs、fcs。
plc控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境下的应用而设计。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字式或模拟式输入或输出,控制各种类型的机械或生产过程。
dcs集散控制系统，又叫计算机分布式控制系统,它是20世纪70年代中期迅速发展起来的,它把控制技术、计算机技术、图像显示技术 以及通信技术结合起来,也称作4c技术，实现了对生产过程的监视、控制和管理。它既打破了常规控制仪表功能的局限性,又较好的解决了早期计算机系统对于信息、管理和控制作用过于集中带来的危险性。
fcs 现场总线控制系统的核心是总线协议,基础是数字智能现场设备,本质是信息处理现场化。
大型 plc 构成的过程控制系统的基本特点
(1) 从上到下的结构,plc 既可以作为独立的 dcs, 也可以作为dcs的子系统。(2) pid 放在控制站中,可实现连续 pid 控制等各种功能。
(3) 可用一台 pc 为主站,多台同类型 plc为从站; 也可用一台 plc 为主站,多台同类型 plc 为从站, 构成plc网络。 
(4) 主要用于工控中的顺序控制,新型plc也兼有闭环控制功能。
dcs控制系统的基本特点
(1) 从上到下的树状系统,其中通信是关键。
(2) pid在中断站中,中断站联结计算机与现场仪器 仪表与控制装。
(3) 是树状拓扑和并行连续的链路结构,有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。
(4) 信号系统包括开关量信号和模拟信号。
(5) dcs是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场 仪表(现场测控站)的三级结构。
fcs 控制系统的基本特点
(1)fcs是3c技术的融合。它适用于本质安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。
(2) 现场设备高度智能化,提供全数字信号;一条总线连接所有的设备。 
(3) 从控制室到现场设备的双向数字通信总线,是互联的、双向的、串行多节点、开放的数字通信系统取 代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统。
(4) 控制功能彻底分散。
dcs控制系统与plc控制系统的比较
dcs是一种“分散式控制系统”,而 plc 只是一 种控制“装置”,两者是“系统”与“装 置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调, plc 装置只实现本单元所具备的功能。网络方面, 网络是控制系统的中枢神经。
dcs 系统如 hollias macs 系统的网络,由上至下分为系统网络和控制网络两个层次,系统网络实现现场控制站与 系统操作员站的互连,控制网络实现现场控制站与智能 i/o 单元的通讯,信息传输实时可靠。
而 plc 因为基本上都为个体工作,其在与别的 plc 或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构。在网络安全上,plc 没有很好的保护措施。 
dcs 在整个设计上留有大量的可扩展性接口,外接 系统或扩展系统都十分方便,plc 所搭接的整个系统完成后,想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。dcs 安全性为保证 dcs 控制设备的安全可靠, dcs 采用了双冗余的控制单元,当重要控制单元出现故 障时,都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单 元,保证整个系统的安全可靠。
plc 所搭接的系统基本没有冗余的概念,就更谈不上冗余控制策略。特别是当其某个plc 单元发生故障时,不得不将整个系统停下来,才能进行更换维护并需重新编程。所以dcs系统要比plc安全可靠性上高一个等级。dcs 与 plc 硬件可靠性差不多。plc 的优势在于软件方面，plc 采用的是顺序扫描机制,plc 在高速的顺序控制中占主导地位。plc的循环周期在10ms 秒左右, 而dcs 控制站在500ms 左右。
dcs 实现顺序联锁功能 相对于plc来讲是弱势,且逻辑执行速度不如 plc。相对而言,plc 构成的系统成本更低。dcs 的现场控制站层通常采用集中式控制,尽管支持远程分布式 i/o,但由于成本原因,很少采用。而plc 基于现场总线的远程分 布式 i/o 体积小更灵活易用,能有效地节省接线成本。
fcs控制系统与dcs控制系统的比较
可以说fcs 兼备了dcs 与 plc的特点,而且跨出 了革命性的一步。
1) fcs是全开放的系统,其技术标准也是全开放的, fcs 的现场设备具有互操作性,装置互相兼容,因此用户 可以选择不同厂商、不同品牌的产品,达到最jia的系统集成;dcs 系统是封闭的,各厂家的产品互不兼容。
2) fcs 的信号传输实现了全数字化,其通信可以从最di层的传感器和执行器直到最gao层,为企业的mes 和 erp 提供强有力的支持,更重要的是它还可以对现场装 置进行远程诊断、维护和组态;dcs 的通信功能受到很 大限制,虽然它也可以连接到 internet,但它连不到底 层, 它提供的信息量也是有限的, 它不能对现场设备进 行远程操作。
3）fcs 的结构为全分散式,它废弃了 dcs 中的 i /o 单元和控制站,把控制功能下放到现场设备,实现了彻底的分散,系统扩展也变得十分容易;dcs 的分散只是到控制器一级, 它强调控制器的功能, 数据公路更是其关键。
4) fcs 的全数字化,控制系统精度高,可以达到土0.1％;而dcs 的信号系统是二进制或模拟式的,必须有a /d 、d/ a环节, 所以其控制精度为土 0.5 ％。
5) fcs 可以将pid闭环功能放到现场的变送器或执行器中,加上数字通信,所以缩短了采样和控制周期, 目前可以从 dcs 的每秒2-5次,提高到每秒10-20 次,从而改善了调节性能。
6) 由于 fcs 省去了大量的硬件设备、电缆和电缆安装辅助设备, 节约了大量的安装和调试费用, 所以它的造价要远低于dcs。
fcs是一个开放的、完全分布式的、智能控制的系统。但传统dcs、plc系统已经被使用了几十年来,发展成为一个实用型的、可靠性高的系统。随着它们各自的发展,都有向对方靠拢的趋势。像新型的 dcs 已有很强的顺序控制功能;而新型的plc,在处理闭环控制方面也不弱，并且两者都能组成大型控制网络。

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