网络控制系统与应用

本书介绍了网络控制系统研究的主要内容，包括基本概念、控制网络、网络调度与网络控制等，其中重点介绍了网络控制的基础知识和网络控制系统中控制器的设计方法。全书共分8章，包括网络控制系统绪论、网络与数据通信基础、实时控制网络、网络与控制性能分析、网络控制系统调度方法、网络控制系统常规控制器的设计、网络控制系统先进控制规律的设计，以及一个具体的网络控制实验系统研究开发的实例。本书在介绍这些内容时，注意理论联系实际，以便于读者对网络控制系统理论的理解与实际应用。
本书可作为高等院校自动化及相关专业的本科教材，也可供研究生、科研人员及工程技术人员学习参考。

第1章 绪论
　1.2 网络控制系统的产生和发展
　最初的计算机控制系统是直接数字控制系统（DDC，Direct Digital Contr01），它在20世纪七八十年代占据了主导地位。DDC强调计算机直接参与到对象进程的控制中，传感器的模拟量输出和执行器的模拟量输入都和数字计算机点对点连接。DDC是完全集中的体系结构，全部的控制策略在一台计算机中完成。由于所有的功能集中在一台计算机中，即使计算机的一个单一的故障也会使整个系统及其所有的回路失效。
随着控制系统规模的日益扩大及计算机技术的进一步发展，集散控制系统（DCS，Distributed Control System）产生了。DCS比DDC在控制方面有了很大的进步，因为它将控制分散在几个小型的控制器中，而每个控制器处理部分控制回路，这样，一个故障只会影响系统的一部分。DCS在20世纪八九十年代占主导地位，在中国工业控制系统中得到了广泛的应用。在DCS系统中，测量变送仪表一般为模拟仪表，控制器是数字的，因而它是一种模拟数字混合系统。传统的DCS通常有4层结构：第l层是设备层，第2层是I/O层，第3层是控制层，第4层是企业信息层。除了第3、第4层之间采用以太网外，其他的都是专用的网络，控制设备及软件也是专用的，开放程度不够，给系统维护及升级带来不便，难以实现各个部件间的互换与互操作，组成更大范围信息共享的网络系统存在很多困难。DCS在设备配置上还要求网络、控制器、电源甚至模块等都为冗余结构，支持无扰切换和带电插拔。由于设计上的高要求，导致DCS成本太高。中国广大小型生产企业还没有DCS，只有大、中型企业使用DCS系统。……