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