分布式控制系统：优缺点与设计分析方案

1.分布式控制系统的优点

1）性价比高

分布式控制系统采用低价的微机构成，与同样功能的大、中型计算机相比，分布式控制系统所需的价格不到其的1/3。

2）资源共享

分布式控制系统中的数据、程序、外设等资源都可以由各子系统共享，这也是提高性能价格比的重要方面，还能提高系统的适应性与灵活性。

3）采用模块化结构

由于采用模块化结构，因此分布式控制系统容易实现通用化与系列化，系统的扩充也很方便，还可以对系统进行重构，实时地动态分配与管理系统，以适应不同环境和用户的要求。

4）可靠性高

一般情况下，子系统故障不影响全局，可由其他子系统以“容错”方式带故障运行，称“优美降级运行”。各子系统间还可互相诊断、检测和保护，从而提高整个系统的可靠性。分布式控制系统对故障的处理能力或带故障运行的能力（即系统的容错运行能力）也称为坚定性（或坚强性），它是可靠性指标的重要组成部分。分布式控制系统的坚定性大大优于集中式的单机系统。

5）响应速度快

分布式控制系统可通过并行处理或各子系统分别处理来实现快速响应。集中式控制则采用分时处理方式来对多个对象的申请按优先级排队响应，往往滞后，且等待时间较长。

2.分布式控制系统的缺点

1）技术要求较高

多机系统中的硬件与软件方面都有一些特殊问题需要处理，比单机系统复杂得多，系统总体的调度、协调和优化更是一个难度较高的研究课题。(www.xing528.com)

2）数据通信量很大

分布式控制系统需要增加通信（或连网）设备及费用，由此带来了数据通信的安全性与保密性问题，从这个角度来说，会降低系统的可靠性。这与系统总体可靠性高的优点并不矛盾。

上述问题都是分布式控制系统发展过程中需要逐步解决的。随着分布式控制系统的广泛应用和技术水平的不断提高，它的优点会更加显著，存在的问题将逐渐得到解决而显示其越来越强的生命力。

反映DCS 水平的技术指标有网络结构、硬件体系、软件体系，以及系统容量、系统实时性、系统人机界面、系统现场接口、系统控制功能、系统精确度、系统灵活性和可扩展性、系统可靠性、系统可用性、系统可维护性、系统稳定性、系统安全性等。如何进一步科学地评比这些指标，是当今制造业的任务。

3.分布式控制系统的设计与分析问题

1）选择与分析系统的结构

例如，分级分布式系统、环形系统等表明了在整个系统中各子系统之间的关系及其所处的地位，也指明了系统中各计算机之间的网络连接方式。各类结构分别有其功能和优缺点，必须在全面分析比较后合理地设计和选取。

2）系统内的通信和连网技术

在分布式控制系统内，各计算机之间必须连网通信，进行信息交换。网络类型与数据传送的方式及其速率也是多种多样的，必须根据系统的要求，设计和选择合适的网络通信技术，减少用于数据传送的开销，以满足系统总体的技术要求。

3）分布式软件的设计与开发

这主要是指分布式操作系统与分布式文件管理系统、分布式数据库及其管理系统、分布式语言等。这些软件系统各有其特点，在技术实现上有相当大的难度，必须进行专门的设计与开发，才能满足分布式控制系统的要求。

4）系统中各子系统的功能分配

这是指系统总体性能的实现与优化，保证系统的控制与管理功能，以及对系统的可靠性、安全性、保密性等方面的要求。