工業控制系(xì)統 作爲工廠(chang)流程的一部(bù)分出現在世(shi)人面前大約(yue)是在十🍓八😘世(shi)紀中期，但事(shì)實上，古代的(de)希臘人與阿(ā)拉伯人就已(yǐ)經開始在諸(zhu)如❗水鍾、油燈(dēng)這樣的裝置(zhi)中使用浮動(dòng)閥門進行自(zì)動控制了。世(shì)界上*台有記(ji)載的自動控(kòng)制設備是公(gōng)元前二百五(wǔ)十年左右埃(āi)及人所使用(yong)的水鍾。這台(tái)水鍾以水作(zuò)爲動力進行(háng)計時與矯正(zheng)，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(chē)中控制磨盤(pan)間的間隙，已(yǐ)經開始由⭕自(zì)動裝置進行(hang)控制。這種控(kong)制機構是zui早(zǎo)真正用于工(gōng)業的控制系(xi)統之一，并且(qie)zui終導緻了由(yóu)蒸汽引擎✍️引(yin)發的*次工業(yè)革命。

之(zhi)後的一個多(duō)世紀，絕大部(bù)分的工業控(kong)制系統所關(guān)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(èr)十世紀初，工(gong)業控制系統(tǒng)開始了有史(shi)以來*次♌全面(mian)發展：

航(háng)海：由于大型(xing)船隻的使用(yong)，舵面轉向因(yīn)流體動力學(xué)的改變變得(de)更加複雜。與(yǔ)此同時，操作(zuo)機構與舵面(miàn)之間傳動機(jī)構的增多及(ji)增大導緻動(dòng)作響應時間(jian)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(jué)上述問題。今(jīn)天，經後人改(gǎi)進，他的✉️發明(míng)有了新的名(ming)字：伺服機構(gòu)。

制造業(ye)：這一時期，繼(jì)電器開始在(zai)工廠中大量(liàng)使用。通過繼(jì)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(ye)控制方式。今(jin)天廣泛用于(yu)工業控制系(xi)統的可編程(cheng)邏輯控制器(qì)（ ProgrammableLogicController： PLC）就(jiù)是繼電器邏(luó)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(qi)保持恒定的(de)電力監測與(yǔ)控制系統。到(dào) 1920年，雖然(rán)絕大多數控(kòng)制手段隻是(shì)簡單的“開 /關”，*控制室(shi)已經成爲大(da)型工廠和電(dian)站的标準配(pèi)置♻️。*控制室中(zhong)㊙️的♋記錄器能(néng)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(ze)以此爲依據(ju)對某些開關(guān)✉️進行操作，完(wán)成對系統的(de)控制。用于現(xiàn)代電廠的工(gong)業控制系統(tǒng)已現雛形。

交通：工業(yè)控制系統在(zài)交通領域的(de)發展得益于(yú)用于控制平(píng)✌️衡🌏以及自動(dòng)駕駛的陀螺(luo)儀的使用。這(zhè)一💘時期，埃爾(er)🤞默？斯⭐佩裏發(fa)明了早期的(de)主動式平衡(héng)裝置。到 1930年，許多航空(kōng)公司在遠距(jù)離飛行中都(dou)使用他發明(ming)☁️的☂️自動駕🤩駛(shi)儀。

研究(jiu)： 1932年，“負反(fǎn)饋”的概念被(bei)納入到控制(zhi)理論中并用(yong)于新型控制(zhi)系✊統的設計(ji)，并完成控制(zhi)領域中“标準(zhǔn)閉環分析👨‍❤️‍👨”方(fang)法的建立。

這一時期(qi)，工業控制系(xi)統所面臨的(de)大多數問題(tí)是如何保證(zheng)工業控制系(xì)統的可靠性(xìng)及物理安全(quan)性。由于✨經典(dian)控制理論當(dāng)時并未建立(li)，相當多的控(kòng)制系統具有(you)很高的失效(xiào)💚率。當時的工(gōng)程師常常碰(pèng)到🌈這樣的問(wen)題，同樣一個(gè)控制系🈚統在(zài)不同控制環(huan)境中的可靠(kao)性❌相差極大(da)，而他們能夠(gòu)做的隻有極(ji)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(zuo)規📱範的形式(shì)✌️解決工業控(kong)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(tōng)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(yòng)，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(qi)： 1935 年-1950 年

由于(yú)奠定了現代(dài)工業控制理(lǐ)論及相關标(biao)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(shí)期🔱。這一時期(qī)的工業控制(zhi)産業和相關(guān)标準由四個(gè)美國組織所(suo)建立：

美(měi)國電報公司(sī)：專注于通信(xìn)系統的帶寬(kuān)拓寬。

建(jiàn)設者鑄鐵公(gōng)司艾德 .史密斯帶領(lǐng)的過程工程(cheng)師與物理學(xué)家團隊：對自(zì)己所使用的(de)工業控制系(xì)統進行深入(rù)研究，并開始(shǐ)系統性地研(yan)究控制理論(lun)。他們統一了(le)控制領域的(de)🙇‍♀️大量術👄語，遊(you)說美國機械(xiè)工程師協會(huì)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻（ ASME）将其編(biān)制成正式文(wén)件，并且于 1936年成立了(le)監管委員會(huì)。

福克斯(sī)波羅公司：設(she)計了*款現代(dai)工業控制中(zhong)zui常用的反饋(kuì)回路⛷️控制部(bù)件，比例積分(fèn)控制器。

麻省理工學(xué)院伺服機構(gòu)實驗室：引入(ru)了控制系統(tong)“框圖♊”的🔞概念(niàn)，開始對工業(yè)控制系統進(jin)行模拟。

有了經典控(kong)制理論作爲(wei)基礎，工業控(kòng)制系統的可(ke)靠性大大增(zeng)加，同期的“通(tong)信大繁榮”使(shi)工業控制領(ling)域的安全焦(jiāo)點從物🌈理安(ān)全保障轉移(yi)爲通信安全(quan)保障，即防止(zhi)工✊業控制系(xì)統在信号傳(chuan)輸過程中被(bei)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(shù)蓬勃發展的(de)重要原因。第(di)二次世界大(dà)戰期間，各國(guo)都将控制領(ling)域的專家彙(hui)🥰集起來，解決(jué)諸多軍事上(shàng)的控制問題(ti)：移動平台穩(wen)定性問題🐇、目(mù)标跟蹤問題(ti)以及🏃‍♂️移動目(mù)标射擊問題(tí)。而這些研究(jiū)成果，在戰後(hòu)都很🈲快地轉(zhuan)換爲民用技(jì)術。有了戰時(shi)技術與理論(lun)的積累，工業(ye)控制系統在(zai)百廢待興的(de)戰後時期進(jin)行了大規模(mo)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(lǜ)更高、更具實(shi)時性；*控制機(ji)構的操作更(gèng)加直觀、更加(jia)簡🌈單。所有的(de)發電廠、汽車(che)制造廠、煉油(yóu)廠都全速運(yùn)行，*不知道下(xià)一個飛躍即(jí)将來臨。