集散控制系统综述-热控专业

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1、第六章：计算机控制系统第一节：计算机系统概述1.什么是集中式控制系统？答：集中式控制系统(CentralisedControlSystem)，指的是单机系统，即用一台计算机对多个对象或设备进行集中管理和控制，有时简称为“群控”。在该计算机内部可以是一个处理器，也可以是多处理器，但对控制对象和设备来说，仍是集中式控制。2.集中式控制系统有什么优缺点？答：在计算机控制与管理系统发展的初期，几乎全是集中式系统。这是有客观原因的，因为当时计算机的价格比较昂贵，购置一台要较多的投资，人们总希望它能承担较多的任

2、务，尤其是当时一些大型生产装置或过程的测量控制点比较多，需要集中在操作室由一两个人全面监视，这样集中式控制就显出一定的优越性，在管理方面也有类似需要集中、汇总的情况。但是在使用了一段时间后，发现了许多缺点，一是由于集中式系统主机过于庞大，所以可靠性较差，一旦失效影响全局，造成很大损失；二是在同一台计算机上完成不同的任务，无效开销太大，反应不及时；三是缺乏扩展的灵活性；四是如果被控设备或信息源距主机过远，所用线缆过多过长会造成投资的大量增加。3．什么是分散式控制系统？答：分散式控制系统(Decentr

3、alisedControlSystem)，指的是多机系统，即多台计算机分别控制不同的对象或设备，各自构成子系统，各子系统间有通信或网络互连关系。从整个系统来说，在功能上、逻辑上、物理上以及地理位置上都是分散的。以计算机网络为核心组成的控制系统都是分散式系统。4．分散式控制系统有什么优缺点？答：由于小型机特别是微型机的出现，使得系统总成本中主机所占比重降低了很多，这样就对一些控制对象或管理对象分处各地的系统采取了分散式的结构。这种分散式系统比集中式系统或“群控”系统要优越得多。在分散式系统中，每一台计

4、算机只控制或管理一个子系统，各有各的目标与运行方式，整个系统的可靠性有了很大的提高。其原因是子系统规模小，所用计算机也较小，涉及的电子器件与装置较少，可靠性就相对较高；另一方面，一个子系统失效只影响局部，不会波及全局。反应也比较及时。因为计算机分处各地，不需要象集中式那样，用过多的通信线缆。系统的扩展也比较容易。5．分布式控制系统？答：分布式控制系统(DistributedControlSystem)，也是多机系统，是分散式控制系统中的一种。它的特点是各子系统间有密切的联系与信息交换，系统对其总体目

5、标和任务可进行综合协调与分配。6．分布式控制系统有什么优点？答：分布式控制系统的优点如下：(1)性能价格比高。采用低价的微机构成高性能的系统，与同样功能的大、中型计算机相比，分布式多微机系统的价格仅为1/3～1/40，(2)资源共享。系统中的数据、程序、外设等资源都可由各子系统共享，这也是提高性能价格比的重要方面，同时也增加了系统的适应性与灵活性。(3)采用模块化结构，使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)

6、可靠性高。子系统故障一般不会影响全局，可由其它子系统以“容错”方式带故障运行。各子系统间还可互相诊断、检测和保护，从而提高了整个系统的可靠性。(5)响应速度快。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对多个对象的申请按优先级排队响应，往往滞后与等待时间较长。7．分布式控制系统有什么缺点？答：分布式控制系统的缺点如下：(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，比单机系统要复杂得多，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。(

7、2)数据通信量很大，需要增加通信或连网设备及费用，又带来了数据通信的安全性与保密性问题，从这个局部来说，会降低系统的可靠性。这和系统总体可靠性高的优点并不矛盾，而是辩证统一的关系。8．分布式计算机控制系统主要应解决哪些设计分析问题？答：⑴选择与分析系统的结构，如分级分布式系统、环形系统等。它表明在整个系统中，各子系统之间的关系及其所处的地位，也指明了系统中各台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，必须全面分析比较后，合理地设计和选取。⑵系统内的通信和连网技术，系统内各计算机之间必须

8、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。⑶分布式软件的设计与开发，主要是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。这些软件系统分别有其特点，在技术上有相当大的难度，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。⑷系统中各子系统的功能分配，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可