DCS(分布式控制系统)是一种集中管理、分散控制的控制系统。自从1975年第一套DCS问世以来,随着计算机技术和微电子技术的发展,DCS正向着信息化和集成化的方向发展。现在,DCS已经广泛应用于化工、冶金、纺织、制药等领域。基于工业以太网与现场总线技术的新型控制系统是在传统的DCS基础上提出的一种控制系统。该系统的现场控制站与上位机的通信采用工业以太网,现场控制站内部采用CAN现场总线进行数据通信。现场控制站作为系统的核心,系统的主要控制功能由它来完成。系统的性能、可靠性等重要指标主要依靠现场控制站保证。现场控制站由主控模块和智能测控模板组成。其中,主控模块是连接上位机和智能测控模板的枢纽,上位机和智能测控模板之间的数据通信必须经过主控模块来实现,上位机组态的控制算法也由主控模块来运行。为了提高整个系统的可靠性,主控模块采用容错技术,具体方法是为主控模块增加冗余部分,实现主控模块和冗余部分的双机热备用。现场控制站主控模块采用工业级的PC/104嵌入式主板作为硬件平台,并在其上移植μC/OS-Ⅱ嵌入式系统。μC/OS-Ⅱ嵌入式系统是有源代码的占先式实时多任务内核,并得到美国联邦航空管理局的认证。主控模块的各项功能具体由μC/OS-Ⅱ嵌入式系统的各个任务来实现。在μC/OS-Ⅱ里嵌入CAN总线驱动程序,实现主控模块和智能测控模板之间的通信;在μC/OS-Ⅱ里嵌入uIP TCP/IP协议栈,实现主控模块和上位机之间的通信。上位机组态的控制算法下传给主控模块,主控模块运行控制算法并向智能测控模板输出运算结果。主控模块的双机热备份也由μC/OS-Ⅱ的具体任务来实现。μC/OS-Ⅱ的每个任务都有不同的运行优先级,任意时刻最多只有一个任务在运行。μC/OS-Ⅱ总是优先运行处于就绪态的优先级最高的任务。主控模块的各个任务按照各自的周期运行。信号量的正确使用是主控模块连续不间断正常运行的关键。控制算法是系统控制的核心部分。由于PID控制器结构简单,调整方便,并且各个参数有着明确的物理意义,工业控制领域的控制器大量采用PID控制算法。根据不同的控制对象,对PID控制算法进行改进,可以使系统获得更好的控制效果。在实际的工业控制中,系统的实时性和可靠性是衡量系统性能的重要指标。因此,在保证系统的实时性前提下,应该从各个方面更多地研究提高系统的可靠性。