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。

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www.cechina.cn，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www.cechina.cn，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，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控制工程网版权所有，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www.cechina.cn，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CONTROL ENGINEERING China版权所有，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，最大影响就是来自现场的大设备，如：大电机的启动和停止，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，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）