分布式控制系统的性能要求

分布式控制系统的主要性能有： 可靠性、可用度、故障软化与容错能力、吞吐量与响应时间、灵活性与可扩充性、系统的易开发性、经济性。

1.可靠性

面向过程与设备的控制及管理计算机系统，首先应该保证能安全可靠地工作，以免系统的某一部分故障有可能导致整个系统崩溃，造成重大的经济损失。一个系统在长期运行中不出故障是很难办到的，可靠性指标就可以用于衡量一个系统安全可靠工作的程度。通常，用平均故障间隔时间（MTBF）来衡量一个系统的可靠性。这是一个概率统计指标，代表两次故障之间的统计意义上的平均间隔时间，此间隔时间越长，可靠性就越高。对于MTBF 的具体要求取决于系统的应用环境，一般来说，对于连续生产过程的控制应用场合，至少应达到上万小时。对于分布式控制系统来说，按照不同的拓扑结构可将系统分解为多个子系统，可对各个子系统分别提出MTBF 的要求，从而得出整个系统总体的MTBF。

2.可用度

计算机控制系统一旦出现故障，人们总希望能够尽快排除故障，使系统继续投入运行，以便提高系统的运行率。可用度便是衡量系统运行率的指标，可用下式描述：

式中，A——系统的可用度；

MTBF——平均故障间隔时间；

MTTR——平均修复时间。

由式（2-4）可知，为了提高可用度，应该提高MTBF 而减少MTTR。分布式控制系统对其出现故障的子系统能通过硬件与软件方法，比较方便地进行维修，并在较短的时间内排除故障，因而其可用度很高。这类系统的可用度一般在99％以上。

3.故障软化与容错能力(www.xing528.com)

当系统的某一部分出现故障时（硬件或软件方面的故障），分布式控制系统不应该全部瘫痪，而应该在适当降低系统总体功能的情况下继续工作。这种性能通常称为故障软化（或容错能力），也是衡量系统可靠性高低的另一重要方面。要想系统具有故障软化功能，系统的硬件与软件除了应具备模块化特性外，还应具有一定的冗余措施。分布式控制系统由于其模块化结构和系统的动态重构能力，通常具有一定的故障软化与容错能力。

4.吞吐量与响应时间

在分布式控制系统中，用吞吐量来描述在给定时间内系统可完成的总工作量，用响应时间来描述系统对某一事件反应的快慢。人们总希望系统具有较大的吞吐量和较短的响应时间，但这二者是有一定矛盾的，因为系统吞吐量的增大一般会使系统的层次与结构趋于复杂，而导致反应速度减慢。通常根据任务与被控对象对控制系统的要求来选择合适的吞吐量与响应时间。分布式控制系统的吞吐量与响应时间可通过排队模型或物理仿真方法进行分析。

5.灵活性与可扩充性

分布式控制系统的硬件与软件一般采用模块化结构设计，使得系统具有较大的灵活性，容易实现扩充，以适应各种应用环境。

6.系统的易开发性

分布式控制系统的开发周期在很大程度上取决于系统的硬件和软件结构与实现方法。例如，所采用计算机的数目与类型；硬件接口；系统的互连结构；系统模块的数目与种类；所采用的程序设计语言；数据库的规模与复杂程度；说明书与手册的种类与数目。

7.经济性

对于分布式控制系统来说，人们总希望能够用较小的投资和开发费用，使系统满足各项技术指标，并获得较大的经济效益。