未来控制系统的发展趋势
计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术发展的基础上产生的。

若
将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控
制系统。

它用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得
一定控制目的而构成的系统。

其中辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和
执行装置等。

它与被控对象的联系和部件间的联系通常有两种方式：有线方式、无线方式。

控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可
以是达到某种最优化目标。

计算机控制系统包括硬件组成和软件组成。

在计算机控制系统中，需有专
门的数字-模拟转换设备和模拟-数字转换设备。

由于过程控制一般都是实时控制，有时对计算机速度的要求不高，但要求可靠性高、响应及时。

计算机控制
系统的工作原理可归纳为以下三个过程：(一)实时数据采集.对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。

(二)实时决策.对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。

(三)实时控制.根
据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

这三个过程不断重复，使整个系统按照一定的品质指标进行工作，并对被控量和设备本身的异常
现象及时作出处理。

计算机控制系统虽然控制规律灵活多样，改动方便；控制精度高，抑制扰
动能力强，能实现最优控制；能够实现数据统计和工况显示，控制效率高；控制与管理一体化，进一步提高自动化程度。

但是由于经典控制理论主要研究的
对象是单变量常系数线性系统，它只适用于单输入单输出控制系统。

系统的数
学模型采用传递函数表示，系统的分析和综合方法主要是基于根轨迹法和频率法。

现代控制理论主要采用最优控制、系统辨识和最优估计、自适应控制等分
析和设计方法。

而系统分析的数学模型主要用状态空间描述。

随着要研究的对
象和系统越来越复杂，依赖于数学模型的传统控制理论难以解决复杂系统的控
制问题。

DCS和工业控制计算机技术正在相互渗透发展，并扩大各自的应用领域。

原来一般流程工业的控制多选用集散型控制系统（DCS），离散型制造业的控制多采用可编程控制器（PLC）。

随着DCS和PLC相互渗透发展继而扩大自己的应用领域，将出现DCS和PLC融合于一体的集成过程控制系统。

在传统的集散和分布式计算机控制系统中, 根据完成的不同功能和实际的
网络结构, 系统以网络为界限被分成了多个层次,各层网络之间通过计算机相连。

这中复杂多层的结构会造成多种障碍，具有很多缺点。

新一代计算机控制系统
的结构发生了明显变化,逐步形成两层网络的系统结构。

上层负责完成高层管理功能, 包括各种控制功能之间的协调、系统优化调度、信息综合管理和组织以及总体任务的规划等。

底层负责完成所有具体的控制任务,如参数调节的回路控制、过程数据的采集和显示、现场控制的监视以及故障诊断和处理等。

普及应用可编程序控制器(P L C)是一种专为工业环境应用而设计的微机系统。

它用可编程序的存储器来存储用户的指令，通过数字或模拟的输入输出完成确定的逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能。

近年来P L C几乎都采用微处理器作为主控制器，且采用大规模集成电路作为存储器及I/O接口，因而其可靠性、功能、价格、体积等都比较成熟和完美。

由于智能的I/O模块的成功开发，使P L C除了具有逻辑运算、逻辑判断等功能外，还具有数据处理、故障自诊断、P I D运算及网络等功能，从而大大地扩大了PLC的应用范围。

未来将出现智能控制系统，智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的过程，是用机器模拟人类智能的一个重要领域。

智能控制方法较深浅层次上模拟人类大脑的思维判断过程，通过模拟人类思维判断的各种算法实现控制。

智能控制包括学习控制系统、分级递阶智能控制系统、专家系统、模糊控制系统和神经网络控制系统等。

应用智能控制技术和自动控制理论来实现的先进的计算机控制系统，将有力地推动科学技术进步，并提高工业生产系统的自动化水平。

计算机技术的发展加快了智能控制方法的研究。

目前的DCS 中数据采集设备都采用专用电缆和控制室相连,这样在系统接线、查线、维护等方面造成很多不便,从而限制了DCS 的使用范围和空间距离。

如果采用无线连接技术则可省去繁重的接线,同时减少了投资,提高了系统性能。

将FCS 技术融于DCS 之中,就是将DCS 中的I/ O 模块从控制柜中分离出来,移至现场来完成数据采集和通讯,对一些简单的控制下放到现场,而对复杂的控制策略继续由DCS控制实现,这样就组成了DCS 和FCS 的混合控制系统。

DCS 数据通讯网络将使用设备价格低廉、国际标准统一的以太网,人们对以太网的拓扑结构、CS2MA/ CD 协议和系统协议也提出了许多改进措施,从根本上解除了现在DCS使用的局域网的冲突碰撞,信号传输速度低的问题,从另一方面讲,以太网的进一步渗入现场级使得整个系统网络更加容易集成。

计算机控制技术正向智能化、网络化和集成化的方向发展。

大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。

前景也越来越美好并占有更加重要的地位。