工業控制系(xì)統 作爲工廠(chang)流程的一部(bu)分出現在世(shi)人面前大約(yue)是在十🐉八世(shi)紀中期，但事(shi)實上，古代的(de)希臘人與阿(a)拉伯人就已(yǐ)經開始在諸(zhū)如水鍾、油燈(dēng)這樣的裝置(zhi)中使用浮動(dong)閥門進行自(zì)動控制了。世(shi)界上*台有記(jì)載的自動控(kong)制設備是公(gōng)元前二百五(wǔ)十年左右埃(ai)及人所使用(yong)的水鍾。這台(tai)水鍾以水作(zuo)爲動力進行(hang)計時與矯正(zhèng)，将世界zui準确(que)計時工具的(de)頭銜保持了(le)将近兩千年(nian)，直到擺鍾被(bèi)發明。

1745年(nian)，安裝在風車(che)中控制磨盤(pan)間的間隙，已(yi)經開始由自(zì)動🐕裝置進💜行(háng)控制。這種控(kong)制機構是zui早(zǎo)真正用于工(gong)業的控制系(xì)統之一，并且(qie)zui終導緻了由(yóu)蒸汽引擎引(yǐn)發的*次工業(ye)革命。

之(zhi)後的一個多(duo)世紀，絕大部(bu)分的工業控(kòng)制系統所🐅關(guan)注的重點是(shi)對蒸汽系統(tong)中的溫度、壓(ya)力、液面以🌈及(jí)機器轉速的(de)控制。但随着(zhe)工業革命的(de)深入，十八世(shi)紀中期至二(er)十世紀初，工(gōng)業🧑🏾‍🤝‍🧑🏼控制系統(tǒng)開始了有史(shǐ)以來*次🐇全面(mian)發展：

航(háng)海：由于大型(xíng)船隻的使用(yong)，舵面轉向因(yīn)流體動力🏃🏻‍♂️學(xué)的改變變得(dé)更加複雜。與(yu)此同時，操作(zuò)機構與舵面(mian)之間傳動機(jī)構的增多及(ji)增大導緻動(dong)作響應時🔞間(jiān)更加緩慢。 1873年，讓 .約瑟夫 .萊昂 .法(fǎ)爾，一名法國(guo)企業家兼工(gōng)程師，發明了(le)被其稱爲“動(dòng)力輔👅助器”的(de)裝置來解決(jue)上述問題。今(jin)天，經後人改(gǎi)進🔴，他的發明(míng)有了新的⛱️名(míng)字：伺服機構(gòu)。

制造業(ye)：這一時期，繼(ji)電器開始在(zài)工廠中大量(liàng)使用。通📞過繼(ji)電器🔞構築的(de)邏輯（如“開 /關”和“是 /否”）代替了(le)之前使用人(ren)工的制造業(yè)控制方式。今(jīn)天廣泛用💃🏻于(yu)✊工業控制系(xi)統的可編程(chéng)邏輯控制器(qi)（ ProgrammableLogicController： PLC）就(jiù)是繼電器邏(luo)輯發展的産(chan)物。

電力(lì)：新興的電力(li)行業也在這(zhè)一時期投入(rù)大量資金進(jìn)行工業控制(zhi)系統的構建(jian)。比如設計并(bing)發明了用于(yú)控制電壓✨或(huò)者電流使其(qí)保持恒定的(de)電力監測與(yǔ)控✔️制系統。到(dào) 1920年，雖然(ran)絕大多數控(kòng)制手段隻是(shi)簡單的“開 /關”，*控制室(shì)已經成爲大(da)型工廠和電(diàn)站的标準配(pei)置。*控制室中(zhong)的記錄器能(neng)夠對系統運(yun)行狀況進行(hang)繪制或🏃者使(shi)用彩色燈泡(pao)反映系統狀(zhuang)态，操作員則(zé)以此爲依據(jù)對某些開關(guan)進行操作，完(wan)成對系統的(de)控制。用于現(xian)🍓代電廠的工(gong)業控制系統(tong)已現雛形。

交通：工業(ye)控制系統在(zài)交通領域的(de)發展得益于(yu)用于控制平(ping)衡以及自動(dòng)駕駛的陀螺(luo)儀的使用。這(zhe)一時期⭕，埃爾(ěr)默？斯佩裏發(fā)明🐇了早期的(de)主動式平衡(heng)裝🔞置。到 1930年，許多航空(kong)公司在遠距(ju)離飛行中都(dou)使用他發明(míng)🐅的👉自動駕駛(shi)儀。

研究(jiū)： 1932年，“負反(fan)饋”的概念被(bèi)納入到控制(zhì)理論中并用(yòng)于新🈚型📐控制(zhi)系統的設計(jì)，并完成控制(zhì)領域中“标準(zhǔn)閉環分析”方(fāng)法的建立。

這一時期(qi)，工業控制系(xì)統所面臨的(de)大多數問題(tí)是如何保證(zhèng)工業控制系(xì)統的可靠性(xìng)及物理安全(quán)性㊙️。由于經典(diǎn)控制理論當(dāng)時并未建立(lì)，相當多的控(kong)制系統具有(yǒu)很高🆚的失效(xiao)率。當時的工(gong)程🐇師常常碰(pèng)到這樣的問(wèn)題，同樣一✔️個(ge)控制系統在(zài)不同控制環(huan)境中的可靠(kào)性相差極大(da)，而他們能夠(gou)做的隻有極(jí)爲有限的定(dìng)性分析。富有(yǒu)經驗的🔴工程(chéng)師能夠在一(yī)定程度上通(tong)🌈過安全操作(zuò)規範的形式(shi)解決工業控(kòng)制系統的物(wu)理安全問題(ti)以及一線工(gong)人的人身安(ān)全問題。

1935年，工業控制(zhi)系統的啓蒙(méng)時期随着“通(tong)信大繁榮”的(de)開始而結☎️束(shu)。遠距離有線(xian)及無線通信(xin)技術的應用(yong)，标志着工🌍業(yè)控♊制系統古(gǔ)典時期正式(shì)開始。

古(gu)典主義時期(qī)： 1935 年-1950 年

由于(yú)奠定了現代(dài)工業控制理(li)論及相關标(biāo)準的基👅礎， 1935年至 1950年被很多學(xué)者稱爲工業(ye)控制領域的(de)古典主義時(shi)期。這一時期(qi)🔆的工業控制(zhi)産業和相關(guan)标準由四個(gè)美國組織所(suo)建立：

美(mei)國電報公司(si)：專注于通信(xin)系統的帶寬(kuan)拓寬。

建(jian)設者鑄鐵公(gōng)司艾德 .史密斯帶領(ling)的過程工程(cheng)師與物理學(xue)家團隊：對自(zì)己所使用☔的(de)工業控制系(xì)統進行深入(ru)研究，并開始(shǐ)♌系統🈲性地研(yán)究👨‍❤️‍👨控制理論(lùn)。他們統一了(le)控制領域的(de)大量術語，遊(yóu)說美國機械(xie)工程師協會(huì)（ ASME）将其編(bian)制成正式文(wen)件，并且于 1936年成立了(le)監管委員會(huì)。

福克斯(si)波羅公司：設(she)計了*款現代(dài)工業控制中(zhong)zui常用的反饋(kui)回路控制部(bù)件，比例積分(fen)控制器。

麻省理工學(xue)院伺服機構(gou)實驗室：引入(rù)了控制系統(tǒng)“框圖”的☁️概念(niàn)🈲，開始對工業(yè)控制系統進(jìn)行模拟。

有了經典控(kong)制理論作爲(wèi)基礎，工業控(kong)制系統的可(ke)靠性💔大大🔴增(zeng)加，同期的“通(tōng)信大繁榮”使(shǐ)工業控制領(lǐng)🍉域的安全焦(jiāo)點從物理安(ān)全保障轉移(yí)爲通信安全(quán)🐇保障，即防止(zhi)工業控制系(xi)統在信号傳(chuan)輸過程中被(bèi)幹擾或破壞(huai)。

戰争是(shì)這一時期工(gōng)業控制系統(tǒng)理論與技術(shu)蓬勃發展的(de)重要原因。第(dì)二次世界大(da)戰期間，各國(guo)都将控制領(ling)域的專家彙(huì)集起來，解決(jué)諸多軍事上(shàng)的控制問題(ti)：移動平台穩(wěn)定性問題、目(mu)标跟😘蹤問題(ti)以及移動目(mù)标射擊問題(ti)。而這些研🔅究(jiu)成果，在🤩戰後(hou)都很快地轉(zhuan)換爲民用技(ji)術。有了戰時(shí)技術與理論(lun)的積累，工業(ye)控制系統在(zài)百廢待興的(de)戰後時期進(jìn)💘行了大規模(mó)的更新換代(dài)：執行機構更(geng)加耐用、更加(jia)精密；數據采(cai)集系統效率(lü)更高、更具實(shi)時性；*控❓制機(ji)構的操作更(geng)加直觀、更加(jia)簡🐪單。所有的(de)發電廠、汽車(che)制造廠、煉油(you)廠都全速㊙️運(yùn)行，*不知道下(xia)一個飛躍即(jí)将來💜臨。