集散控制系统是以工业生产及其之间的分散与协作关系为对象,结合控制技术、通信技术和图形显示技术,广泛应用于化工、冶金等生产过程的控制系统。随着微电子技术、接口通信技术和信息处理技术等快速发展,现代自动化仪表不断更新换代,促使着集散控制系统将向着智能化、网络化、数字化的方向发展。本文在此背景下,根据集散控制的实际功能和需求,开发研究了面向工业计量和控制的集散控制单元。该控制单元选择工业级的ARM系列微处理器,并采用软、硬件结合的方式完成其开发和研究。首先,对工业计量及自动化系统的国内外研究现状进行深入调研,结合物联网相关知识,提出一种面向工业计量和控制的集散控制系统架构,对系统各层功能进行分析,明确系统数据流向。其次,对控制单元进行软硬件设计。硬件方面,对主要电路进行详细设计,设计断电数据保护电路,采用电容储能方案实现断电续流保护数据的功能,提高控制单元的可靠性;结合光电隔离、电磁隔离、浮地系统等抗干扰技术抑制复杂工业现场产生的不确定性干扰;软件方面,对数据采集、传输程序设计,采用数字滤波技术进一步提高数据的准确性,利用一阶差分法剔除奇异项,递推平均法实现数据清洗处理;建立任务模型,按照任务编号实现对应功能。再次,在先进控制策略方面,引入预测函数控制算法,提高生产过程控制的精准度,并结合氟化反应工艺中温度要求,进行了反应釜内温度控制仿真,结果表明能够实现温度准确控制。在对系统功能的分析之后,运用模块化思想划分若干功能模块,并逐块实现;研究数据库设计过程,对数据库进行搭建,实现双机热备功能。最后,开发了集散控制单元样机,并以样机为核心搭建集散控制单元测试环境。通过对集散控制单元以及系统做测试,验证了断电续流功能和双机热备功能,结果表明基本实现了预期的设计目标,具有一定的应用价值。