集散控制系统自上世纪80年代被引入到我国以来,已经被广泛地应用在大型工业生产装置中,但由于成本的关系,它在中小企业中并不普及。以低成本的嵌入式设备作为下位机的集散控制系统,配合上位机成熟的编程软件,是控制领域发展的一个方向。本论文参考主流集散控制系统的结构,设计了一种以嵌入式设备为下位机、PC机为上位机、针对于回路控制的集散控制系统。并且在系统中加入了在线编程的能力,使得下位机在不停机的情况下改变控制功能。本论文所做的主要工作如下:首先,在总体上设计了系统的结构,分别设计了现场控制站、工程师站和操作员站的硬件平台和软件平台,以及系统网路。其次,使用基于STM32F107核心的开发板作为下位机,设计了多任务的结构模型,实现了用于回路控制的控制任务和用于改变控制功能的在线编程任务,并且设计了用于监督控制的操控任务。实现了回路控制中使用的输入输出模块、滤波模块和控制算法等功能模块。设计了在线编程的通信模型和命令格式。接着,通过研究图元模型,设计和实现了基于VC++集成开发环境的上位机在线编程软件。软件采用了图形化方式表示功能模块,实现了图元的绘制和移动、复制、调整大小等操作,通过连线实现功能模块间的连接,并修改功能模块参数,形成控制回路。在此基础上,软件实现了基于图元生成编程信息的方式,实现编程信息的保存以及错误检测的功能,并通过传递命令的方式实现了对下位机的编程。使用者可以通过使用在线编程软件,随时地改变下位机的回路控制功能。接下来,分别针对上位机在线编程软件和下位机软件设计了实例,测试了系统的整体运行和实际工作情况。最后,总结了本论文的工作,阐述了未来改进的方向。