集中式计算机控制系统的两大应用指标是中央计算机的处理速度和计算机自身的可靠性。计算机的处理速度快，便可以在一定时间范围内管理更多的控制设备，但其处理速度受到当时技术条件的限制，同时，工厂中已有的仪器仪表装置都连接到计算机上，使得计算机和仪器仪表间存在很多的连接装置。若是利用中央计算机来进行技术改造，利用现存的连接装置，整个控制系统的完成就比较省事。若是要重建工厂就不太容易了，因为计算机变得越来越便宜，而连接装置的造价相对变化不大，使得连接装置比计算机的花费还要大。另外，所有的控制功能都集中到单台计算机上来完成，而一旦计算机出了问题，就意味着所有功能都将失效，对于这种状况，必须寻求一种更加可靠的计算机自动化控制系统。
20世纪60年代末到70年代初，由于低成本的集成电路技术的发展，出现了小型、微型计算机，小型计算机和微型计算机的功能更加完善，而且价格便宜，因而可以用这种小型计算机来代替中央计算机的局部工作，以对在其周围的装置进行过程监控，有人将这些小型机称为第一级计算机。而中央计算机只处理中心自动化问题和管理方面的问题，从而产生了2级自动化控制系统的结构，如图2-3所示。也有人把这种结构叫作分散式计算机系统，这种结构在当时得到了广泛的应用，在20世纪70年代末，一开始是当成多计算机自动化系统由制造商推出，而一旦用户采用了分散式计算机，就必然会在满足自己应用的前提下，选择价格更加合理的不同厂家的计算机产品，而且当分散式控制系统逐渐建成后，就会与现存的过程控制计算机集成起来，一起完成它们的主要功能，这些小型计算机主要是完成实时处理、前端处理功能，而中央计算机只充当后继处理设备。这样，中央计算机不用直接与现场设备打交道，从而把部分控制功能和危险都分散到前端计算机上，中央计算机一旦失效，设备的控制功能依旧能得到保证。
图2-3 DCS的系统结构(https://www.xing528.com)
图2-3中所示的多计算机机构比较适合小型工业自动化过程，在这些系统中存在的前端计算机较少，控制规模增大后，需要大量前端计算机才能满足应用要求，从而使中央计算机的负载增大，难以在单台中央计算机的条件下及时地完成诸如模块上优化、系统管理等方面的工作，在这种应用条件下，就出现了具有中间层次计算机的控制系统，在整个控制系统中，中间计算机分布在各车间或工段上，处在前端计算机和中央计算机之间并担当起一些以往要求中央计算机来处理的职能，系统结构就形成了3级计算机控制模式，如图2-4所示。这样的结构模式在工厂自动化方面得到了很广泛的应用，至今仍常常见到。
图2-4 3层结构的计算机控制系统
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