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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)也經歷了啟蒙時代、古典主義時期才完成現(xiàn)代化的蛻變。當下，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)控制計算機以及管控一體化系統(tǒng)集成技術。

　　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)設施與自動化系統(tǒng)的專用詞匯。

　　在ISA-99/IEC62443標準中，工業(yè)控制系統(tǒng)指的是“一個包括人員、硬件以及軟件，能夠對工業(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)與預先設定的數(shù)據(jù)進行比較；

　　3.計算——計算歷史誤差、當前誤差與后續(xù)誤差；

　　4.矯正——基于測量、比較及計算的結果對自動化過程進行調整。

　　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——用于測量目標的物理參數(shù)；轉換器——將測量所得的電學/非電學測量值轉換為可用的電信號；發(fā)射器——負責控制系統(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)的形式進行組合，完成各種復雜的控制任務。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)構成的具有復雜結構的控制網絡。

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

　　歷經三個重要歷史時期

　　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中期，但事實上，古代的希臘人與阿拉伯人就已經開始在諸如水鐘、油燈這樣的裝置中使用浮動閥門進行自動控制了。世界上第一臺有記載的自動控制設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行計時與矯正，將世界最準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，安裝在風車中控制磨盤間的間隙，已經開始由自動裝置進行控制。這種控制機構是最早真正用于工業(yè)的控制系統(tǒng)之一，并且最終導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，絕大部分的工業(yè)控制系統(tǒng)所關注的重點是對蒸汽系統(tǒng)中的溫度、壓力、液面以及機器轉速的控制。但隨著工業(yè)革命的深入，十八世紀中期至二十世紀初，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，舵面轉向因流體動力學的改變變得更加復雜。操作機構與舵面之間傳動機構的增多及增大導致動作響應時間更加緩慢。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，經后人改進，他的發(fā)明有了新的名字：伺服機構。

　　制造業(yè)：這一時期，繼電器開始在工廠中大量使用。通過繼電器構筑的邏輯（如“開/關”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)展的產物。

　　電力：新興的電力行業(yè)也在這一時期投入大量資金進行工業(yè)控制系統(tǒng)的構建。比如設計并發(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”，中央控制室已經成為大型工廠和電站的標準配置。中央控制室中的記錄器能夠對系統(tǒng)運行狀況進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)對某些開關進行操作，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，許多航空公司在遠距離飛行中都使用他發(fā)明的自動駕駛儀。

　　研究：1932年，“負反饋”的概念被納入到控制理論中并用于新型控制系統(tǒng)的設計，并完成控制領域中“標準閉環(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。由于經典控制理論當時并未建立，相當多的控制系統(tǒng)具有很高的失效率。當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。