网络控制系统发展趋势综述
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义 是 指 通过 计 算 机 网络和 总线 将 传感 器 、执 行 器和 控
突 破集 中控制 模 式 的束 缚 ，系 统可靠 性 有 限 。
现场 总线技术 （ Ｃ ）兴起于２ 世纪９ 年代 ，其 ＦＳ ０ ０
适 应 了各行 业 现 场 测 控方 面 的 需 求 ，形 成 了多标 准 并 存 的局 面 。Ｆ Ｓ 以现 场 总 线 作 为 底 层 网络 ，通 过 网 Ｃ是 络 集 成 构 成 的 自动 控 制 系 统 。 它 突 破 了Ｄ Ｓ 统 中采 Ｃ系 用专 用 网络 的缺 陷 ，把 专 用封 闭协 议 变 成标 准 开 放 协 议 ，将 现 场 的 各种 控 制 器 和 仪表 设备 相 互 连接 ，把 控
２ 世 纪 ７年 代 中期 ，随着 计 算 机 可靠 性 的提 高 ， ０ ０
价 格 的大 幅度 下 降 ，出 现 了数 字 调 节器 、可 编程 控 制 器 以及集 散 控 制 系统 （ Ｃ ） 。Ｄ Ｓ 收 了分 散仪 表 控 ＤＳ Ｃ吸
１ ．应 用 现 状 。集 散 控 制 系 统 从 问世 以来 ，进 行
网络控制 系统 发展趋 势综 述
李俊 杰 熊 静
（ 北 电 力大 学（ 定 ）河北 保 定 ０ １ ０ 华 保 ， ７ ０ ３）
摘要 ：网络控 制 系统 是 随着控 制技 术 、网络 通信技 术 以及 计算机技 术 的发展 而逐 渐发展起 来 的 ，它是通 过控 制 网络 实现 闭环控 回路 的反馈控 制 系统 。 文章介 绍 了网络 控制 系统的概念及 其发展 历程 ，论 述 了其应 用现状 ，
差，引起 了控制系统危 险集中的脆弱性 问题，即一旦 计算机 出现某种 故障，就会造成所有相关控制 回路瘫
痪 、停产 的严重 局 面 。
计算机、网络和控制技术融合的潮流Ｎ Ｓ Ｃ 系统。
二 、 网络 控 制 系统 的 应 用 现 状 与发 展 方 向
（ 一）集散 控 制 系统 （ ＤＣＳ ）
开始 渐 渐 使 用 使用 令 牌 方 式 。９ 年 代 出现 了通 用 系 统 ０ 操作 站 ， 以太 网开 始 进 入通 信 网络 领 域 。２ 多年 来 ， ０ ＤＳ Ｃ 已经 广 泛 应 用 于 各 工 业 领 域 ，成 为 工 业 控 制 系 统
的主 流 。近 年 来 ，新 推 出 的Ｄ Ｓ 始 采 用 国际 标 准 化 Ｃ开
系统扩展和维护 以及能够实现信息资源共享 。随着 自
动控 制 、计 算机 、通 信 、 网络 等 技 术 的 发展 ，企 业 的
信息系统也在不断 的更新发展 ，因此网络控制系统须 满足复杂控制系统和远程控制系统 的客观要求 。
一
由于控制系统的开放性差等原因使得工业以太 网
技 术迅 猛 发 展 。 由于 以太 网具 有广 泛 的技 术 支持 ，传
协调性、 自主性、风 险分散等优势 ，但其仍然是模拟
数字 混 合 系 统 ，模 拟 信 号 的 转换 和 传 输使 系 统 精 度 受
到 限制 。 其次 ，它 结 构 上遵 循 主 从 式 思想 ，没 有完 全
组 织 开 放 系 统 互 联 标准 模 型 ； 采 用通 用 工作 站 克服 专 用 工 作 站 的弊 端 ；增 加 光 纤接 口 ，采 用 光 纤 作 为通 信 介 质 ， 以提 高 系 统 的 抗 干 扰 能 力 和 本 质 安 全 ；不 断 的 更 新和 完 善 应 用 软件 使 其 更加 适 用 于 工业 生 产 现场 。 ２ 发 展 趋 势 。 虽 然 目前 Ｄ Ｓ 到 Ｆ Ｓ 强 烈 冲 ． Ｃ受 Ｃ的
制功能下放到现场 。同时它使系统具有完全数字计算 机和数字通信 能力 ，提高了系统 的可靠 性和灵活性，
但 是 Ｆ Ｓ 统 多 标 准 共 存 ， 不 同 标 准 的 系 统 不 易 互 Ｃ系 联 ，从 而 形成 了市 场 垄 断 ，造 成 用 户选 型 、维 护及 使
用 上 的极 大 困难 。
并分析 了其发展 前景及趋 势。 关键词 ：网络控 制 系统 ； Ｓ； ＣＳ；以太 网 ＤＣ Ｆ 中图分类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２４ 文献标 识码 ： Ａ
Βιβλιοθήκη Baidu
文章编 号 ：１０ — ３ ４（ ０ １ ２ — ０ ６ ０ ０９ ２７ ２ １ ）５ ０ １— ２
网络控制系统是随着控制技术、网络通信技术 以 及计算机 技术的发展而逐渐发展起来的，它是通过控 制网络实现 闭环控回路的反馈控制系统。它 的一般 定
制单元作为 网络系统连接起来共同完成控制任务的系
统 。网络 控 制 系 统 充分 体 现 了 控制 系 统 向网络 化 、 集
成化、分布化 、节点智能化方 向的发展趋势，在工业
自动化等方面 已产 生了深远影响。网络控制系统 的主
要优 势在 于 系 统连 线 少 、 可 靠 性 高 、结 构灵 活 、易 于
了三 次 比较 大 的变 革 ，７ 年代 无 动 态 流 程 图 、操 作 站 ０ 是 专用 的 ，通信 网络 采 用 轮询 方 式 。８ 年 代通 信 网 络 ０
制 系 统和 计 算 机 集 中式 控 制 系 统 的优 点 ，体 现 了 管理 的 集 中性 和 控 制 的分 散 性 。 虽然 与Ｄ Ｓ 比 ，Ｄ Ｓ 有 Ｄ相 Ｃ具
、
网 络 控 制 系统 发 展 历 程
２ 世纪 中期 ，计算 机 开 始 进 入 工业 控 制 的舞 台 ， ０
输速度 高、资源共享能力强 、易于组 网等优势，工业
以太 网 正 逐 步进 入工 业 控 制 网络 领 域 。Ｔ Ｐ Ｉ／ 议 Ｃ／Ｐ 协
由于当时计算机技价格 昂贵 ，人们便企 图用一台计算
机尽可能多取代控制仪表 ，于是产生 了直接数字控制
是跨平 台的通信协议款，能方便地实现异种机互联，
Ｔ Ｐ Ｉ 协议 由信 息 网络 向底层 控 制 网络延 伸 和 扩展 ， Ｃ／Ｐ 形成 了控 制 与 信 息一 体 化 分布 式 全 开 放 网络 ，即符 合
系统 （ Ｏ ） 。但 由于计算机技术 尚不发达且可靠性 ＤＳ
突 破集 中控制 模 式 的束 缚 ，系 统可靠 性 有 限 。
现场 总线技术 （ Ｃ ）兴起于２ 世纪９ 年代 ，其 ＦＳ ０ ０
适 应 了各行 业 现 场 测 控方 面 的 需 求 ，形 成 了多标 准 并 存 的局 面 。Ｆ Ｓ 以现 场 总 线 作 为 底 层 网络 ，通 过 网 Ｃ是 络 集 成 构 成 的 自动 控 制 系 统 。 它 突 破 了Ｄ Ｓ 统 中采 Ｃ系 用专 用 网络 的缺 陷 ，把 专 用封 闭协 议 变 成标 准 开 放 协 议 ，将 现 场 的 各种 控 制 器 和 仪表 设备 相 互 连接 ，把 控
２ 世 纪 ７年 代 中期 ，随着 计 算 机 可靠 性 的提 高 ， ０ ０
价 格 的大 幅度 下 降 ，出 现 了数 字 调 节器 、可 编程 控 制 器 以及集 散 控 制 系统 （ Ｃ ） 。Ｄ Ｓ 收 了分 散仪 表 控 ＤＳ Ｃ吸
１ ．应 用 现 状 。集 散 控 制 系 统 从 问世 以来 ，进 行
网络控制 系统 发展趋 势综 述
李俊 杰 熊 静
（ 北 电 力大 学（ 定 ）河北 保 定 ０ １ ０ 华 保 ， ７ ０ ３）
摘要 ：网络控 制 系统 是 随着控 制技 术 、网络 通信技 术 以及 计算机技 术 的发展 而逐 渐发展起 来 的 ，它是通 过控 制 网络 实现 闭环控 回路 的反馈控 制 系统 。 文章介 绍 了网络 控制 系统的概念及 其发展 历程 ，论 述 了其应 用现状 ，
差，引起 了控制系统危 险集中的脆弱性 问题，即一旦 计算机 出现某种 故障，就会造成所有相关控制 回路瘫
痪 、停产 的严重 局 面 。
计算机、网络和控制技术融合的潮流Ｎ Ｓ Ｃ 系统。
二 、 网络 控 制 系统 的 应 用 现 状 与发 展 方 向
（ 一）集散 控 制 系统 （ ＤＣＳ ）
开始 渐 渐 使 用 使用 令 牌 方 式 。９ 年 代 出现 了通 用 系 统 ０ 操作 站 ， 以太 网开 始 进 入通 信 网络 领 域 。２ 多年 来 ， ０ ＤＳ Ｃ 已经 广 泛 应 用 于 各 工 业 领 域 ，成 为 工 业 控 制 系 统
的主 流 。近 年 来 ，新 推 出 的Ｄ Ｓ 始 采 用 国际 标 准 化 Ｃ开
系统扩展和维护 以及能够实现信息资源共享 。随着 自
动控 制 、计 算机 、通 信 、 网络 等 技 术 的 发展 ，企 业 的
信息系统也在不断 的更新发展 ，因此网络控制系统须 满足复杂控制系统和远程控制系统 的客观要求 。
一
由于控制系统的开放性差等原因使得工业以太 网
技 术迅 猛 发 展 。 由于 以太 网具 有广 泛 的技 术 支持 ，传
协调性、 自主性、风 险分散等优势 ，但其仍然是模拟
数字 混 合 系 统 ，模 拟 信 号 的 转换 和 传 输使 系 统 精 度 受
到 限制 。 其次 ，它 结 构 上遵 循 主 从 式 思想 ，没 有完 全
组 织 开 放 系 统 互 联 标准 模 型 ； 采 用通 用 工作 站 克服 专 用 工 作 站 的弊 端 ；增 加 光 纤接 口 ，采 用 光 纤 作 为通 信 介 质 ， 以提 高 系 统 的 抗 干 扰 能 力 和 本 质 安 全 ；不 断 的 更 新和 完 善 应 用 软件 使 其 更加 适 用 于 工业 生 产 现场 。 ２ 发 展 趋 势 。 虽 然 目前 Ｄ Ｓ 到 Ｆ Ｓ 强 烈 冲 ． Ｃ受 Ｃ的
制功能下放到现场 。同时它使系统具有完全数字计算 机和数字通信 能力 ，提高了系统 的可靠 性和灵活性，
但 是 Ｆ Ｓ 统 多 标 准 共 存 ， 不 同 标 准 的 系 统 不 易 互 Ｃ系 联 ，从 而 形成 了市 场 垄 断 ，造 成 用 户选 型 、维 护及 使
用 上 的极 大 困难 。
并分析 了其发展 前景及趋 势。 关键词 ：网络控 制 系统 ； Ｓ； ＣＳ；以太 网 ＤＣ Ｆ 中图分类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２４ 文献标 识码 ： Ａ
Βιβλιοθήκη Baidu
文章编 号 ：１０ — ３ ４（ ０ １ ２ — ０ ６ ０ ０９ ２７ ２ １ ）５ ０ １— ２
网络控制系统是随着控制技术、网络通信技术 以 及计算机 技术的发展而逐渐发展起来的，它是通过控 制网络实现 闭环控回路的反馈控制系统。它 的一般 定
制单元作为 网络系统连接起来共同完成控制任务的系
统 。网络 控 制 系 统 充分 体 现 了 控制 系 统 向网络 化 、 集
成化、分布化 、节点智能化方 向的发展趋势，在工业
自动化等方面 已产 生了深远影响。网络控制系统 的主
要优 势在 于 系 统连 线 少 、 可 靠 性 高 、结 构灵 活 、易 于
了三 次 比较 大 的变 革 ，７ 年代 无 动 态 流 程 图 、操 作 站 ０ 是 专用 的 ，通信 网络 采 用 轮询 方 式 。８ 年 代通 信 网 络 ０
制 系 统和 计 算 机 集 中式 控 制 系 统 的优 点 ，体 现 了 管理 的 集 中性 和 控 制 的分 散 性 。 虽然 与Ｄ Ｓ 比 ，Ｄ Ｓ 有 Ｄ相 Ｃ具
、
网 络 控 制 系统 发 展 历 程
２ 世纪 中期 ，计算 机 开 始 进 入 工业 控 制 的舞 台 ， ０
输速度 高、资源共享能力强 、易于组 网等优势，工业
以太 网 正 逐 步进 入工 业 控 制 网络 领 域 。Ｔ Ｐ Ｉ／ 议 Ｃ／Ｐ 协
由于当时计算机技价格 昂贵 ，人们便企 图用一台计算
机尽可能多取代控制仪表 ，于是产生 了直接数字控制
是跨平 台的通信协议款，能方便地实现异种机互联，
Ｔ Ｐ Ｉ 协议 由信 息 网络 向底层 控 制 网络延 伸 和 扩展 ， Ｃ／Ｐ 形成 了控 制 与 信 息一 体 化 分布 式 全 开 放 网络 ，即符 合
系统 （ Ｏ ） 。但 由于计算机技术 尚不发达且可靠性 ＤＳ