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就像羅馬并不是一天建成的，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)也經(jīng)歷了啟蒙時代,、古典主義時期才完成現(xiàn)代化的蛻變,。當(dāng)下，工業(yè)控制系統(tǒng)的變革仍在繼續(xù),，有以下三個主要發(fā)展方向：新型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、基于PC的工業(yè)控制計算機(jī)以及管控一體化系統(tǒng)集成技術(shù),。

　　自動化與工業(yè)控制系統(tǒng)通常被簡稱為ICS,，是一個用來描述工業(yè)設(shè)施與自動化系統(tǒng)的專用詞匯。

　　在ISA-99/IEC62443標(biāo)準(zhǔn)中,，工業(yè)控制系統(tǒng)指的是“一個包括人員,、硬件以及軟件，能夠?qū)I(yè)過程的安全性,、可靠性造成影響的集合”,，通常具有以下四個功能：

　　1.測量——獲取傳感器數(shù)據(jù)并將其作為下一步處理的輸入或直接作為輸出；

　　2.比較——將獲取的傳感器數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,；

　　3.計算——計算歷史誤差,、當(dāng)前誤差與后續(xù)誤差；

　　4.矯正——基于測量,、比較及計算的結(jié)果對自動化過程進(jìn)行調(diào)整,。

　　上述四個功能通常由工業(yè)控制系統(tǒng)中的五個部件完成：傳感器——用于測量目標(biāo)的物理參數(shù),；轉(zhuǎn)換器——將測量所得的電學(xué)/非電學(xué)測量值轉(zhuǎn)換為可用的電信號；發(fā)射器——負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)中的電信號的發(fā)送,；控制器——為整個控制系統(tǒng)提供控制邏輯與輸入輸出接口,；執(zhí)行器——用于改變控制過程。

　　在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中,，這些基本部件并不一定是各自獨立的,。它們通常以子系統(tǒng)的形式進(jìn)行組合，完成各種復(fù)雜的控制任務(wù),。比如,，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中常見的傳感模塊就由傳感器、轉(zhuǎn)換器與發(fā)射器（甚至可能會有小型的控制器用于前端數(shù)據(jù)處理）組成,；數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵子系統(tǒng),，通常又由大量的傳感模塊、發(fā)射器及控制器組成,；而可編程邏輯控制器,，通常集成了發(fā)射器與控制器，用于具體工業(yè)過程的控制?，F(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)就是由各種傳感器,、控制器、執(zhí)行器以及各種具有具體功能的子系統(tǒng)構(gòu)成的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的控制網(wǎng)絡(luò),。

　　就像羅馬并不是一天建成的,，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)也經(jīng)歷了啟蒙時代、古典主義時期才完成現(xiàn)代化的蛻變,。

　　歷經(jīng)三個重要歷史時期

　　啟蒙時代：1935年之前

　　工業(yè)控制系統(tǒng)作為工廠流程的一部分出現(xiàn)在世人面前大約是在十八世紀(jì)中期,，但事實上，古代的希臘人與阿拉伯人就已經(jīng)開始在諸如水鐘,、油燈這樣的裝置中使用浮動閥門進(jìn)行自動控制了,。世界上第一臺有記載的自動控制設(shè)備是公元前二百五十年左右埃及人所使用的水鐘。這臺水鐘以水作為動力進(jìn)行計時與矯正,，將世界最準(zhǔn)確計時工具的頭銜保持了將近兩千年,，直到擺鐘被發(fā)明。1745年,，安裝在風(fēng)車中控制磨盤間的間隙,，已經(jīng)開始由自動裝置進(jìn)行控制。這種控制機(jī)構(gòu)是最早真正用于工業(yè)的控制系統(tǒng)之一,，并且最終導(dǎo)致了由蒸汽引擎引發(fā)的第一次工業(yè)革命,。

　　之后的一個多世紀(jì)，絕大部分的工業(yè)控制系統(tǒng)所關(guān)注的重點是對蒸汽系統(tǒng)中的溫度、壓力,、液面以及機(jī)器轉(zhuǎn)速的控制,。但隨著工業(yè)革命的深入，十八世紀(jì)中期至二十世紀(jì)初,，工業(yè)控制系統(tǒng)開始了有史以來第一次全面發(fā)展：

　　航海：由于大型船只的使用,，舵面轉(zhuǎn)向因流體動力學(xué)的改變變得更加復(fù)雜。操作機(jī)構(gòu)與舵面之間傳動機(jī)構(gòu)的增多及增大導(dǎo)致動作響應(yīng)時間更加緩慢,。1873年,，讓？約瑟夫,？萊昂,？法爾，一名法國企業(yè)家兼工程師,，發(fā)明了被其稱為“動力輔助器”的裝置來解決上述問題,。今天，經(jīng)后人改進(jìn),，他的發(fā)明有了新的名字：伺服機(jī)構(gòu),。

　　制造業(yè)：這一時期，繼電器開始在工廠中大量使用,。通過繼電器構(gòu)筑的邏輯（如“開/關(guān)”和“是/否”）代替了之前使用人工的制造業(yè)控制方式,。今天廣泛用于工業(yè)控制系統(tǒng)的可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller：PLC）就是繼電器邏輯發(fā)展的產(chǎn)物。

　　電力：新興的電力行業(yè)也在這一時期投入大量資金進(jìn)行工業(yè)控制系統(tǒng)的構(gòu)建,。比如設(shè)計并發(fā)明了用于控制電壓或者電流使其保持恒定的電力監(jiān)測與控制系統(tǒng),。到1920年，絕大多數(shù)控制手段只是簡單的“開/關(guān)”,，中央控制室已經(jīng)成為大型工廠和電站的標(biāo)準(zhǔn)配置,。中央控制室中的記錄器能夠?qū)ο到y(tǒng)運行狀況進(jìn)行繪制或者使用彩色燈泡反映系統(tǒng)狀態(tài)，操作員則以此為依據(jù)對某些開關(guān)進(jìn)行操作,，完成對系統(tǒng)的控制,。用于現(xiàn)代電廠的工業(yè)控制系統(tǒng)已現(xiàn)雛形。

　　交通：工業(yè)控制系統(tǒng)在交通領(lǐng)域的發(fā)展得益于用于控制平衡以及自動駕駛的陀螺儀的首次使用,。這一時期，埃爾默,？斯佩里發(fā)明了早期的主動式平衡裝置,。到1930年，許多航空公司在遠(yuǎn)距離飛行中都使用他發(fā)明的自動駕駛儀,。

　　研究：1932年,，“負(fù)反饋”的概念被納入到控制理論中并用于新型控制系統(tǒng)的設(shè)計，并完成控制領(lǐng)域中“標(biāo)準(zhǔn)閉環(huán)分析”方法的建立。

　　這一時期,，工業(yè)控制系統(tǒng)所面臨的大多數(shù)問題是如何保證工業(yè)控制系統(tǒng)的可靠性及物理安全性,。由于經(jīng)典控制理論當(dāng)時并未建立，相當(dāng)多的控制系統(tǒng)具有很高的失效率,。當(dāng)時的工程師常常碰到這樣的問題,，同樣一個控制系統(tǒng)在不同控制環(huán)境中的可靠性相差極大，而他們能夠做的只有極為有限的定性分析,。富有經(jīng)驗的工程師能夠在一定程度上通過安全操作規(guī)范的形式解決工業(yè)控制系統(tǒng)的物理安全問題以及一線工人的人身安全問題,。