计算机控制系统的体系结构与发展方向

计算机控制系统的体系结构主要分为四大类：直接数字控制系统DDC体系结构;集散控制系统DCS体系结构;现场总线控制系统FCS体系结构;可编程控制器系统PCS或PLC体系结构。

计算机控制系统的体系结构与发展方向

1 引言

计算机控制系统是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起而应运产生的综合控制系统，它紧密依赖于最新发展的计算机技术、网络通信技术和控制技术，在计算机参与工业系统控制的历史长河中扮演了重要的角色。

2 计算机控制系统的体系结构

从大的方面讲，计算机控制系统的体系结构主要分为四大类：直接数字控制系统DDC体系结构；集散控制系统DCS体系结构；现场总线控制系统FCS体系结构；可编程控制器系统PCS或PLC体系结构。这四种体系结构有其各自不同的发展背景和特点，自然也有着不同的适用范围。

2.1 直接数字控制系统DDC

DDC是Direct Digital Control，即直接数字控制的缩写，它是计算机进入控制和自动化领域以来最早应用的体系结构。DDC完全以单个的计算机为核心，利用计算机的硬件和软件平台构筑控制系统。DDC系统利用计算机的输入输出通道和过程I／O设备将计算机和现场连接起来，将被控过程的数据送入计算机；利用计算机的处理和存储空间建立集中的实时数据库；利用计算机的计算和处理能力进行控制计算和各种处理，如人机界面显示、报警、统计、报表等。在DDC系统中，所有的部分，从计算机的CPU到存储器、外部设备、过程I／O等都是通过计算机总线实现连接的，因此系统的规模受到了很大的限制，而且对外的通信功能也很弱，目前只有在规模比较小且对外通信联系比较少的应用中使用DDC体系结构。

DDC系统的软件是比较复杂的，因为所有的功能都集中在一台计算机中完

成，因此需要一个相当庞大复杂的软件系统，这个系统要实现各种功能，而且要很好地协调各个功能之间的关系，包括对计算机资源(CPU时间、计算机总线时间、内存和外存空间等)的使用和运行中的相互影响等，其实现难度是相当高的。因此目前DDC体系结构只用在规模较小、功能比较单一的控制场合，特别是一些嵌入式控制领域。一般来说，嵌入式控制的现场I／0数量很少，相应的功能也