《装备制造技术｝２０１５年第２期
集散控制系统与现场总线控制系统的比较
刘 瑞
（天津机电职业技术学院，天津３００１３１）
摘要：对集散控制系统ＤＣＳ与现场总线控制系统ＦＣＳ的构成和特点进行比较和分析，并阐述了二者之间的联系和发 展趋势。 关键词：集散控制系统（ＤＣＳ）；现场总线控制系统（ＦＣＳ）；比较研究
中图分类号：ＴＱ１２３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ６７２—５４５Ｘ（２０１ ５）０２—０２２９—０２
集散控制系统ＤＣＳ的本质是以微处理为基础， 综合４Ｃ技术（计算机技术、测量控制技术、通信网络
技术、屏幕显示技术）成果，对生产过程进行集中监 视、操作、管理和分散控制的综合计算机控制系统。
从８０年代中期起，在集散控制系统蓬勃发展的基础 上，一种更为开放的现场总线开始出现。现场总线是
一种适用于工业现场控制的网络集成式全分布控制 系统ＦＣＳ。
本论文通过对集散控制系统（ＤＣＳ）与现场总线 控制系统（ＦＣＳ）的研究，阐述了集散控制系统发展到 现场总线控制系统的进步性。同时，论文分析现场总
线的体系结构、功能、类型，比较集散控制系统与现 场总线控制系统的区别。
１集散控制系统
１．１集散控制系统的构成 集散控制系统ＤＣＳ或称分散控制系统，它是以
现场控制站为核心，中央管理计算机进行集中操作、 显示、报警、优化控制功能等一般典型的ＤＣＳ测控系
统。实现地理和功能上相对分散的控制系统，通过数 据通道把各个分散点的信息集中起来，进行集中的
监视和操作。 １．２集散控制系统特点
（１）集散控制系统是综合４Ｃ（Ｃｏｎ—ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ、Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＣＲＴ）技术于一身的综合计算机控 制系统。
（２）可以执行从常规的ＰＩＤ运算到Ｓｍｉｔｈ预估，
三阶矩阵乘法等各种运算。 （３）具有树状拓扑和并行连续的链路结构，也有
大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。 （４）回路控制功能由现场控制站完成，系统可有
计算机组成原理课后答案
习题解答
第一章 思考题与习题
1．什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？
计算机系统是指计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。
硬件即指计算机的实体部分。
软件是由计算机运行所需的程序及相关文档
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要
4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？
计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性， 即概念性的结构与 功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据 类型、存储器寻址技术、I/O 机理等等
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性， 它包含了许多对程序员来说是 透明的硬件细节。
5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？
(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成
(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访
(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示
(4) 指令由操作码和地址码组成
(5) 指令在存储器内按顺序存放。
(6) 机器以运算器为中心。
6．画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。
硬件的主要技术指标： (1) 机器字长：指 CPU 一次能处理数据的位数，通常与 CPU 的寄存器位数有关
(2) 存储容量： 包括主存容量和辅存容量， 存放二进制代码的总数＝存储单元个数×存储字长
(3) 运算速度：主频、Gibson 法、MIPS 每秒执行百万条指令、CPI 执行一条指令所需 时钟周期数、FLOPS 每秒浮点运算次数
7．解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储 容量、机器字长、指令字长。
主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成；
CPU——中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；
1 前 言
本标准是《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T 20573－95）的修订版。
本标准根据中华人民共和国工业和信息化部《关于印发2009年第一批工业行业标准制修订计划的通知》（工信厅科(2009)104）号文要求，由中国石油和化工勘察设计协会委托全国化工自动控制设计技术中心站组织修订。
本标准共分14章和1个附录。
本标准的主要技术内容是：
标准正文包含四个方面部分内容，第一方面内容为DCS技术要求，包括DCS系统总体要求、DCS工程设计原则、控制站/操作站/工程师站/通信系统等硬件部分选用原则、DCS应用软件与组态等；第二方面内容为DCS工程设计程序，包括DCS的基础工程设计、详细工程设计步骤及设计任务；第三方面为DCS控制室设计以及DCS供电、接地、防雷系统设计；第四方面为设计服务工作，即按需参加DCS检验、安装、联调和投运等工作。
标准附录为DCS技术规格书编制要求，包括DCS技术要求、DCS采购、DCS验收等方面的编制要求。
本标准对原标准修订的主要内容是：
1. 将原标准的“附录A DCS工程设计程序”部分经修订后编入标准正文。
2. 增加“术语定义和缩略语”、“DCS系统总体要求”、“DCS工程设计原则与职责分工”、“通信系统”四章。
3. 删除“DCS采用原则”等内容，在修改、补充原标准的基础上重新编排本标准的目次与内容。
本标准由中国石油和化工勘察设计协会提出并归口。
本标准的日常管理单位是全国化工自动控制设计技术中心站
本标准的的主编单位是中国成达工程有限公司，负责具体技术内容解释。
执行过程中如有意见和建议请寄送日常管理单位和主编单位。
本标准日常管理单位：全国化工自动控制设计技术中心站
通讯地址：上海市徐汇区中山南二路1089号徐汇苑大厦12层
邮政编码：200030
电 话*************传 真：************本标准主编单位：中国成达工程有限公司
附录：课后习题答案 • 1
附录：课后习题答案
第一章
1. 计算机网络就是指，将分布在不同地理位置具有独立功能的多台计算机及其外部设备， 用通信设备和通信线路连接起来，在网络操作系统和通信协议及网络管理软件的管理协调下，实现资源共享、信息传递的系统。
计算机网络的功能主要体现在以下几方面:
①实现计算机系统的资源共享
② 实现数据信息的快速传递
③提高可靠性
④提供负载均衡与分布式处理能力
⑤集中管理
⑥综合信息服务
2. 略
3. 用户资源子网提供访问网络和处理数据的能力，是由主机系统、终端控制器和终端组成；通信子网是计算机网络中负责数据通信的部分，主要完成数据的传输、交换以及通信控制。通信子网为用户资源子网提供信息传输服务；用户资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上的。网络书稿第二版-(附习题答案)
4. 星型的中心节点是主节点，它接收各分散节点的信息再转发给相应节点，具有中继交换 和数据处理功能。星型网的结构简单，建网容易，但可靠性差，中心节点是网络的瓶颈， 一旦出现故障则全网瘫痪。
网络中节点计算机连成环型就成为环型网络。环路上，信息单向从一个节点传送到另一 个节点，传送路径固定，没有路径选择问题。环型网络实现简单，适应传输信息量不大的场合。由于信息从源节点到目的节点都要经过环路中的每个节点，任何节点的故障均 导致环路不能正常工作，可靠性较差。
总线结构中，各节点通过一个或多个通信线路与公共总线连接。总线型结构简单、扩展 容易。网络中任何节点的故障都不会造成全网的故障，可靠性较高。
树型网络是分层结构，适用于分级管理和控制系统。与星型结构相比，由于通信线路长 度较短，成本低、易推广，但结构较星型复杂。网络中，除叶节点极其连线外，任一节 点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。
