当今的冶金、石化、化工、电力、水泥、汽车、制药、食品与饮料等工业的自动化系统，几乎毫无例外的采用分布式控制系统。随着电子技术、通讯技术和软件技术的发展，分布式系统也发生了很大的变化，下面就这个题目进行一些探讨。

　　集中式系统
　　早期的仪表控制系统和电气控制系统都是集中式的，原因是工业化大规模生产线还未形成，控制的物理面积比较小，所以没有这种需求。设备的控制都是独立的，控制系统都安装在设备附近，输入/输出的走线距离，通常不会超过二十米，而且设备与设备之间、设备与车间/厂级之间也没有通信要求，设备与操作人员通过按钮、指示灯来进行交互，功能比较简单，设备的加工和制造的产品，属于“大批量，少品种”的状态。因此，自动化的控制水平处于初级阶段。

控制工程网版权所有,0); FONT-STYLE: italic">图1：典型远程输入/ 输出系统

　　分布式系统输入/输出系统
　　随着流水线、自动线、生产线的发展和扩大，对自动化控制系统的要求也随之提高。因为原来的输入、输出的走线距离为十几米、几十米，后来的要求提高到上百米，甚至几百米，所以带来的问题有两个：一是输入、输出的距离过远，信号衰减过大，导致了误动作，甚至无法工作（现在的接线距离通常限制在四百

米以内）；二是输入、输出线都采用并行接法，随着距离的增加，电缆的费用也不断增加，而且给后来的校线、调试、运行和维护都带来问题，所以使得项目的整体拥有成本（TOC）大大的提高了。
　　为了解决上述问题，自动化制造厂家推出了结构称为远程输入/输出系统（Remote Input/Output System），它的特点是CPU机架与输入/输出模块（输入/输出机架）先进行物理上的分离，也就是用于远程输入/输出点的输入/输出模块不再安装于本地机架，而是安装于远程机架。本地机架与远程机架采用远程通讯电缆来连接，远程机架的输入/输出模块再连接周围的输入/输出点。这样就把原先的并行电缆，改变成现在的串行电缆（远程电缆），减少了接线成本。（理论上讲，把并行连接改为串行连接，系统的可靠性是下降了，这也是结构变化所要付出的代价吧）
　　我们要知道，这种结构上的变化是有技术含量的。因为远程输入模块在了输入信号后，要经过处理，先把它们转换成数字信号，再把它们变成一种数据帧，常被称之为某种特定的“协议”，具有规定的格式，然后经过远程分站模块、远程通讯电缆，到远程主站模块，传送到CPU站进行处理，处理后的结果再经过远程主站模块、远程电缆，传回给远程分站模块，经“翻译”后，由远程站上的输出模块输出给执行机构。
　　我们即得益于远程系统，也受制于远程系统。远程系统中的远程主站模块、远程电缆、远程分站模块成了整个系统的软肋控制工程网版权所有，所以要格外重视。我们考虑问题的原则是：担心哪部分弱，容易出问题，就加强哪部分的实力。比如说：担心远程主站出问题，我们就对主站模块做冗余；担心电缆出问题，就对电缆进行冗余；担心分站出问题，就对分站模块冗余。应该说这种系统都是可以实现的，考虑到系统的造价问题，很多厂家采取了折衷的方案：远程主站、远程分站各为一个模块，但有单口和双口之分，用于连接一根或两根远程电缆，实现了电缆冗余。
　　冗余的电缆也有不同的工作方式，无外乎有以下几种方式：两缆同时工作，把信号比较后，再进行输出；两缆同时工作，仅取一个信号进行输出；两缆一用一备，直到用的一根出了问题，才进行切换；两缆一用一备，按时间间隔进行切换。用与备的切换完全由系统控制，自动进行，用户一般无需任何操作。至于厂家采用哪种方式，即要考虑实现的技术难度，也要考虑实现的商业成本。各自都有各自的道理，这就是一种选择吧，也是一种差异化竞争。总之，对于用户而言，双缆总是比单缆要可靠性高，心里觉着塌实。
　　以上谈的是硬件部分，下面再说说软件部分。因为工业现场的环境比较恶劣，比如：灰尘、震动、冲击、电压波动等控制工程网版权所有，最大影响就是来自现场的大设备，如：大电机的启动和停止控制工程网版权所有，会带来一系列的连锁反应：接触器的吸合与断开，软驱动器启动和停止，变频器的运行和停止。还有一些高压、中压开关柜的运行等，都带有很强的电气干扰和电磁辐射。而它们通常也都与自动化系统的控制柜放在一起控制工程网版权所有，而它们非常容易对低电平的通讯信号产生影响。因此，抗干扰就成了工业通讯要解决的首要难题。
　　为了解决现场的干扰问题，除了在物理上要采用带屏蔽的电缆、屏蔽线单端接地、信号线两端加接终端电阻、动力线与信号线分开布线或者保持一定的间隔、自动化系统与其他系统分开接地外，还要在通信的协议上下功夫。前面提到：远程协议都有规定的帧格式，而其中的一部分就是要对传送数据的周期性进行检验，确保传输的过程准确无误，这部分内容被称为FCS（Frame Check Sequence）－帧检测序列，它是一种检测算法，专门用于通讯数据的检查。常用的算法有两种：循环冗余码校验（CRC：Cyclic Redundancy Check）