网络化控制系统——理论、技术及工程应用 （第一讲） 第一章 网络化控制系统概论 1 .1 网络化控制系统的产生与发展 随着计算机技术和网络通信技术的不断发展，工业控制系统也发生了重大的变革。网络化控制系统（Networked Control System, NCS）应运而生，其主要标志就是在控制系统中引入了计算机网络，从而使得众多的传感器、执行器、控制器等主要功能部件能够通过网络相连接，相关的信号和数据通过通信网络进行传输和交换，避免了点对点专线的铺设，而且可以实现资源共享、远程操作和控制，增加了系统的灵活性和可靠性（工程技术大系统：大型工业联合企业// 电力系统、水源系统、能源系统、交通系统、邮电系统、通信系统、大型计算机网、生产协作网等）。 在控制系统中使用网络并不是一个新的想法，它可以追溯到20世纪70 年代末期集散控制系统（Distributed Control System, DCS）的诞生。DCS 将控制任务分散到若干小型的计算机控制器（也叫现场控制站）中，每个控制器采用直接数字控制（Direct Digital Control，DDC）的控制结构 处 理部分控制回 路 ，而在控制器与控制器、控制器与上 位 机（操作员 站或 工程师 站）之 间 建 立 了计算机控制网络，这 种控制结构 使得操作员 在上 位 机中能够对被 控制系统的实时 运行状 态进行监 控，某 个控制回 路 的控制策 略 的设计也可以在上 位 机中组 态 完成，通过控制网络下载到对应的控制器中实时运行。DCS 大大提高了控制系统的可靠性（和DDC 相比较），并实现了集中管理和相对分散控制。 随着处理器体积的减小和价格的降低，带有微处理器的智能传感器和智能执行器出现了，这为控制网络在控制系统中更深层次的应用提供了必要的物质基础，从而在20 世纪80 年代产生了现场总线控制系统（Fieldbu s Control Sy stem,FCS）。FCS 作为网络化控制系统的新技术把控制网络一直延伸到了产生现场的控制设备，信号的传输完全数字化，提高了信号的转换精度和可靠性，同时由于FCS 的智能仪表（变送器、执行器）带有微处理器，能够直接在生产现场构成控制回路，控制功能也可完全下放，实现了完全的分散控制。 FCS 技术经过20 多年的发展，取得了很高的成就，在很多领域都得到了广泛的应用，但是仍然存在一些问题制约其应用范围的进一步扩展： 首先，现场总线标准的不统一，虽然目前的国际电工委员会（International Electro -technical Co...
