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(ā)拉伯人就已(yǐ)經開始在諸(zhu)如水鍾、油燈(deng)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(ji)載的自動控(kong)🌍制設備是🏃公(gong)元前二百五(wǔ)十年左右埃(ai)及人所使用(yòng)的水鍾。這台(tái)水鍾以水作(zuo)爲動力進行(hang)計時與矯正(zhèng)，将世界zui準确(què)計時工具的(de)頭銜保持了(le)将近兩千年(nián)，直到擺鍾被(bei)發明。

1745年(nián)，安裝在風車(chē)中控制磨盤(pán)間的間隙，已(yi)經開始由自(zi)動裝🔆置進行(hang)控制。這種控(kòng)制機構是zui早(zao)真正用于工(gong)業的控制系(xì)♋統之一，并且(qie)zui終導緻了由(you)蒸汽引擎引(yin)發的*次工業(yè)革命。

之(zhī)後的一個多(duō)世紀，絕大部(bu)分的工業控(kòng)制系統所關(guān)注的重點是(shi)對蒸汽系統(tong)中的溫度、壓(yā)力、液面以📧及(ji)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(gōng)業控制系統(tǒng)開始了有😍史(shǐ)以來*次🌈全面(miàn)發展🐇：

航(háng)海：由于大型(xíng)船隻的使用(yòng)，舵面轉向因(yīn)流體動力學(xue)的🛀🏻改變變得(de)更加複雜。與(yu)此同時，操作(zuo)機構與舵👅面(mian)之間傳❗動機(jī)構的增多及(jí)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(dong)力輔助器”的(de)裝置來解決(jué)上述問題。今(jin)天，經後人改(gai)進，他的發明(míng)有了新的名(ming)字：伺服機構(gòu)。

制造業(yè)：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(ye)控制方式。今(jin)天廣泛用🈲于(yú)工👨‍❤️‍👨業控制系(xì)統的可編程(cheng)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(lì)行業也在這(zhè)一時期投入(ru)大量資金進(jin)行工業控制(zhì)系統的構建(jiàn)。比如設計并(bing)發明了用于(yú)🌐控制電壓或(huo)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(shi)簡單的“開 /關”，*控制室(shì)已經成爲大(da)型工廠和電(dian)站的标準配(pei)置。*控制室中(zhong)的♍記錄器能(neng)夠對系統運(yùn)行狀況進行(háng)繪制或者使(shǐ)用彩♋色燈泡(pao)反🛀🏻映系統狀(zhuang)态，操作員則(ze)以✨此爲依據(jù)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(gōng)業控制系統(tǒng)已現雛形。

交通：工業(yè)控制系統在(zai)交通領域的(de)發展得益于(yú)用于控❄️制😍平(ping)⭐衡以及自動(dong)駕駛的陀螺(luo)儀的使用。這(zhè)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(bei)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(zhun)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(ti)是如何保證(zhèng)🈲工業控制系(xi)統的可靠性(xing)及物理安全(quan)性。由于經典(dian)控制理論當(dang)時并未建立(li)，相當多的控(kong)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(zai)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(ji)爲有限的定(ding)性分析。富有(yǒu)經驗的工程(cheng)師能夠在一(yi)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(an)全問題。

1935年，工業控制(zhì)系統的啓蒙(méng)時期随着“通(tōng)信大繁榮”的(de)開始而結束(shù)。遠距離有線(xian)及無線通信(xìn)技術的應用(yòng)，标志着工業(yè)控制系統古(gu)典時期正式(shi)開始。

古(gǔ)典主義時期(qi)： 1935 年-1950 年

由于(yú)奠定了現代(dai)工業控制理(li)論及相關标(biao)準的基礎， 1935年至 1950年被很多學(xue)者稱爲工業(yè)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(guān)标準由四個(ge)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(kuān)拓寬。

建(jian)設者鑄鐵公(gong)司艾德 .史密斯帶領(lǐng)的過程工程(cheng)師與物理學(xue)家團隊：對自(zi)己所使用🚶的(de)💞工業控制系(xì)統進行深入(ru)研究，并開始(shi)系統性地研(yán)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(bian)制成正式文(wén)件，并且于 1936年成立了(le)監管委員會(hui)。

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(bu)件，比例積分(fèn)控制器。

麻省理工學(xué)院伺服機構(gou)實驗室：引入(ru)了控制系統(tong)“框✍️圖🧡”的概念(nian)⭐，開始對工業(ye)控制系統進(jin)行模拟。

有了經典控(kong)制理論作爲(wèi)基礎，工業控(kòng)制系統的可(kě)靠性大大🥵增(zēng)加，同期的“通(tong)信大繁榮”使(shǐ)工業控制領(ling)✉️域的安全焦(jiāo)點從物理安(an)全保障轉移(yi)爲通信安全(quán)😄保障，即防止(zhi)工業控制系(xì)統在信号傳(chuán)輸過程中被(bei)幹擾或破壞(huài)。

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(da)戰期間，各國(guo)都将控制㊙️領(ling)域的專家彙(hui)集起來，解決(jue)諸多軍事上(shàng)的控制問題(ti)：移動平台穩(wěn)定性問題、目(mù)标跟蹤問題(tí)以及移動目(mu)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(lùn)的積❄️累，工業(yè)控制系🍓統在(zài)百廢待興的(de)戰後時期進(jìn)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(cǎi)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(chē)制造💜廠、煉油(yóu)廠都全速運(yun)行，*不知道下(xia)一個飛✉️躍即(jí)将來臨。