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二十世纪五十年代之前，因为控制系统的发展还不成熟，所以那时的工控系统使用的星型结构很集中，即是说一个点对应一个点，两端的两个节点由一条连接线相连，这也是所谓的模拟量控制系统[2]。然而，这种系统结构的弊端显而易见，由于工业规模越来越大，生产的流程也变化巨大而且更加细化，在生产过程中需要时时反馈一些检测量或者性能指标，为了生产出来的产品的优质性及监测的精确性，这些检测量成千上万，如果使用传统的集中式控制系统就会需要很多的连线，成本非常高，而且文护起来也很麻烦，而且一旦某个地方出现问题，整个系统的性能就可能受到影响。
到了五751十年代，计算机的出现，风靡全球的盛行起来，控制学家们就考虑将其使用在控制领域中，所以此时控制系统由传统的集中式点对点模式渐渐开始转变为数字控制系统，数字控制系统试用后，人们就发现，工业控制系统在性能方面，可靠性有了很大的提高而且文护起来比之前简单很多，所以数字控制系统日渐风靡起来；可是，在结构上，仍没有太大的变化，采用还是传统的点对点联接。如图1.1给出了直接数字控制系统（DDC）的典型结构[22]，可以看到，结构上，传感器、执行器与计算机之间没有变化，依旧是传统的点对点联接结构，然而计算机担任了控制器的角色，负责发送控制信号，效率上有所提升。
图1.1 DDC的典型结构
直至二十世纪八十年代初，以太网在各个领域使用逐渐频繁，而在工业控制中也如其他领域一样大量的使用以太网，以及不断的研究改进。此时，一种名为分布式控制系统逐渐被大家所熟悉。世界上第一个分布式控制系统（DCS）[11]是在1975 年出现的，名为TDC-2000，Honeywell 公司便是其开发的始祖。在DCS系统中，有多个计算机作为控制器，每个回路中的控制信号不经由网络，直接由控制计算机发送给执行器执行任务，而经由网络传输的只是报警信号、监视信息等。DCS 的典型结构如图1.2 所示。
图1.2 DCS的典型结构
网络控制系统是网络技术与工业实际应用结合的产物，它的出现解决了控制系统发展中出现的很多问题，进一步提高了企业的生产效率，发展了生产力。现在，网络控制系统在实际生产生活中应用已经非常的广泛，而且还在不断的研发改进着其性能与作用，显然地，未来随着科技的不断的发展、人们生活质量的不断提高，网络控制系统将会越来越盛行且越来越实用。
1．2 网络控制系统的概述
网络控制系统 NCS(Networked Control System)这一概念在1998年第一次面世，由马里兰大学G. C .Walsh 提出[3],但当时未给出确切的含义。目前，网络控制可以从两个方面理解：可以理解成是网络控制（Control of Network），指对网络进行控制，即网络是被控对象，对其路由、数据流量等资源进行调度；或者可理解为是通过网络实现控制（Control through Network），也就是网络作为控制的媒介，控制信号，监测信息等经由网络传输，由以上介绍可知，它属于分布式控制系统[22]。
网络控制系统属于分布式控制系统，同时又属于实时系统，在其回路中不仅包含传统控制系统中的控制器、传感器、执行器，还包括网络这一重要的概念，网络用于节点间数据的传输与共享[5]。NCS将控制现场和网络结合起来，可以同时控制不同位置不同区域的现场，而且可以使不同地方的用户使用相同的资源也就是实现资源的共享，还可以合理分配使得对不同节点的控制到达相对最优点，也就是协调控制。从控制和网络之上，NCS取其精华、聚其所长,使得控制范围更广、系统所需连线更少、成本更低等；然而由于加入了随机性很大的网络，网络控制系统也无法避免网络时延、数据包丢失等一系列新的缺点，约束了它的发展。
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