工业控制技术的基本发展过程
工控系统发展历程简述
工控系统发展历程简述工控系统是指用于监视和控制工业过程的计算机系统，它将传感器、执行器、控制器和网络等设备连接起来，实现对工业生产过程的自动化控制。
工控系统的发展历程可以追溯到20世纪40年代的自动化控制。
20世纪40年代至60年代，随着计算机技术的发展和应用，工业自动化开始兴起。
这一时期主要是以逻辑控制器（PLC）为核心的控制系统，PLC能够根据预设的逻辑程序对生产过程进行控制。
此时的工控系统主要以硬连线为主，控制器和执行器的连接直接通过硬电缆完成。
进入70年代，随着微电子技术的进步，计算机成为工业自动化领域中的关键设备。
工控系统开始使用分散式控制器（DCS）和远程输入输出（RIO）模块，实现了控制器和执行器之间的远程通信和数据交互。
此时的工控系统开始实现了分层架构，可以对多个工艺过程进行集中控制。
80年代至90年代，工控系统得到了进一步的发展。
随着计算机网络的普及和应用，工控系统开始采用以太网作为通信手段，实现了工控网络的建立。
这一时期，工控系统实现了更高级的控制策略，如模糊控制和遗传算法等，提升了控制系统的性能和精度。
进入21世纪，工控系统开始朝着更加智能化、数字化和网络化发展。
工业互联网的概念提出，工控系统开始采用云计算、大数据和物联网等新技术，实现工业设备的远程监控和管理。
此时的工控系统不仅能够实时采集和处理传感器数据，还可以通过云平台进行数据分析和优化控制。
随着工业自动化的发展和应用，工控系统在各个行业的应用越来越广泛。
例如，工控系统在汽车制造业中实现了自动化生产线的建立和运营；在能源领域，工控系统实现了电力、石油和天然气等资源的有效利用和控制；在化工行业，工控系统实现了化工生产的安全和高效。
总的来说，工控系统在过去几十年中经历了从硬连线控制到分散控制再到网络控制的发展过程。
随着计算机技术、网络技术和传感器技术的不断进步，工控系统将会越来越智能化、数字化和网络化，为工业生产带来更高效、安全和可持续的发展。
工业自动化控制
工业自动化控制工业自动化控制是指利用计算机、仪器仪表和控制设备等技术手段，对工业生产过程中的各种参数进行实时监测、分析和控制的一种技术体系。
其目的是提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和稳定性。
一、概述工业自动化控制是通过对工业生产过程中的各种参数进行实时监测、分析和控制，实现生产过程的自动化和智能化。
它涵盖了工业生产的各个环节，包括生产计划、生产调度、生产执行、质量控制等。
工业自动化控制系统由硬件设备和软件系统组成，硬件设备包括传感器、执行器、控制器等，软件系统包括监控系统、数据采集系统、数据处理系统等。
二、工业自动化控制的基本原理1. 实时监测：通过传感器对生产过程中的各种参数进行实时监测，如温度、压力、流量等。
2. 数据采集：将传感器采集到的数据进行采集和存储，以备后续分析和控制使用。
3. 数据处理：对采集到的数据进行处理和分析，提取实用的信息，如异常检测、趋势分析等。
4. 控制策略：根据数据处理的结果，制定相应的控制策略，如PID控制、含糊控制等。
5. 执行控制：通过执行器对生产过程进行控制，如调节阀门、机电驱动等。
6. 监控系统：通过监控系统对整个生产过程进行实时监控和管理，及时发现问题并采取措施。
三、工业自动化控制的应用领域1. 创造业：工业自动化控制可以实现生产线的自动化，提高生产效率和产品质量。
2. 石油化工：工业自动化控制可以对化工生产过程进行精确控制，提高生产效率和安全性。
3. 电力系统：工业自动化控制可以对电力系统进行实时监测和控制，提高供电可靠性和稳定性。
4. 矿山冶金：工业自动化控制可以对矿山冶金过程进行精确控制，提高生产效率和资源利用率。
5. 污水处理：工业自动化控制可以对污水处理过程进行自动化控制，提高处理效率和环保性能。
四、工业自动化控制的优势1. 提高生产效率：自动化控制可以实现生产过程的连续化和高效化，提高生产效率。
2. 降低生产成本：自动化控制可以减少人工操作，降低生产成本。
工业过程自动化技术
工业过程自动化技术第一篇：工业过程自动化技术的概述随着科技的不断发展，工业过程自动化技术得到了越来越广泛的应用。
工业过程自动化技术是指利用各种自动化设备和技术，对工业生产过程中的各个环节进行自动控制，从而实现生产流程的高效、稳定、可控。
本文将从以下几个方面探讨工业过程自动化技术的概述。
一、工业过程自动化技术的发展历程工业过程自动化技术的发展历程可以追溯到 19 世纪末期。
当时，人们开始尝试将工业生产现场的繁杂工作自动化，提高生产效率。
随着电力、电子、计算机等技术的不断发展，工业过程自动化技术也在不断地发展壮大。
二、工业过程自动化技术的应用领域目前，工业过程自动化技术已经在多个领域得到应用，如：1. 制造业：自动化生产线、自动化装配系统、自动化包装系统等。
2. 能源领域：智能电网、自动化输送系统等。
3. 化工领域：自动化生产线、自动化调配系统等。
4. 矿业领域：自动化采矿设备、自动化选矿设备等。
5. 农业领域：自动化种植设备、自动化养殖设备等。
三、工业过程自动化技术的优势1. 提高生产效率：工业过程自动化技术可以实现全天候、无休止地运行，因此生产效率大大提高。
2. 优化生产质量：自动化控制系统可以保证产品规格稳定，从而优化生产质量。
3. 降低生产成本：工业过程自动化系统可以通过实时监控和分析数据，来寻找优化生产过程的方法，降低生产成本。
4. 提高安全性：自动化生产可以降低工人在高温、有毒气体、高危险度环境下工作的风险。
四、工业过程自动化技术的未来展望工业过程自动化技术的未来将更加注重自动化智能化、网络化、数字化和绿色化。
未来的工业过程自动化技术将实现更高的自动化智能化程度，实现对生产过程的全方位智能监控和预测，进一步提高生产效率和质量。
同时，网络化和数字化将推动工业过程的整体优化，使之更加精准、高效、全面优化。
绿色化将成为未来的工业过程自动化技术的又一个重要方向，推动绿色生产过程和循环经济发展，从而谋求人、财、物等资源的最大化利用和价值创造。
工业过程控制工程
工业过程控制工程工业过程控制工程是一个涵盖多个领域的综合学科，它主要研究如何利用现代科技手段来实现工业生产流程的自动化控制和优化。
工业过程控制工程的一个重要目标是帮助企业提高工业生产过程的质量，安全性和效率，从而实现持续的经济和社会效益。
工业过程控制工程的基本概念工业过程控制工程是一种以连续控制和批次控制为主要手段的自动化控制系统，在这种系统中，计算机控制中心通过传感器采集生产现场的各种数据信息，然后根据提前设定的控制算法和参数，控制各个生产环节的生产流程和参数，实现对工业生产过程的集中控制和自动调节。
通过工业过程控制工程的实施，企业可以实现对生产过程的自动化控制和优化，提高了生产效率，降低了生产成本，提高了产品的质量和企业的竞争力。
工业过程控制工程的技术特点工业过程控制工程中常用的技术包括自动化控制技术、计算机网络技术、数据库技术、传感器技术、机器视觉技术等。
这些技术的应用使得工业过程控制工程具有以下几个技术特点：高度自动化工业过程控制工程是在计算机控制中心的统一管理下实现对生产过程的自动化控制和调节，使得整个生产过程可以实现无人值守的自动化运作。
快速调节能力工业过程控制系统可快速响应生产过程中的变化，对产生的数据进行采集和处理后，及时地调整生产参数，以保证生产过程的稳定性和一致性。
高能耗效率工业过程控制系统可对生产过程中的各个环节进行数据监测和分析，及时发现并处理能耗超标等问题，从而达到降低企业的能耗，节约生产成本的效果。
高可靠性工业过程控制系统的控制算法和技术手段经过长期检验和改进，已经可以达到高度可靠的控制水平。
这种可靠性在对于工业生产过程的稳定性和安全性来说是至关重要的。
工业过程控制工程在实际生产中的应用工业过程控制工程在工业生产中已广泛应用，在诸如制造业、化工业、冶金业等领域中都有相应的应用案例。
•在制造业中，控制系统可以通过调节生产线下的各种设备来提高生产效率和产品质量。
同时，通过对产品的质量进行分析，可及时地反馈到生产线上，以便优化生产环节。
过程装备与控制工程专业发展历程
过程装备与控制工程专业发展历程一、学科起源过程装备与控制工程学科起源于XX世纪XX年代，随着工业化的进程，对大型、复杂工艺过程的设备需求增加，过程装备与控制工程学科逐渐形成。
这个学科主要研究工业过程中的装备设计、控制技术以及安全保障等，以满足工业生产的需要。
二、技术进步随着科技的不断发展，过程装备与控制工程学科的技术也在不断进步。
例如，信息技术、自动化技术、智能制造技术等新技术被广泛应用于过程装备的设计、制造、控制和优化中，极大地提高了工业生产的效率和安全性。
三、人才培养过程装备与控制工程专业人才培养注重理论与实践相结合，既要求学生掌握扎实的理论基础，又强调实际操作能力的训练。
在课程设置上，本专业涵盖了机械、化学、物理、材料科学、计算机等多个学科领域的知识，旨在培养具有全面素质和创新能力的过程装备与控制工程人才。
四、行业应用过程装备与控制工程学科的应用领域非常广泛，包括石油、化工、制药、能源、环保等众多行业。
本专业的毕业生可以在这些行业中从事装备设计、制造、运行、维护以及工艺控制等方面的工作。
五、国际交流与合作随着全球化的发展，过程装备与控制工程专业的国际交流与合作日益频繁。
许多高校和科研机构通过国际学术会议、合作研究等方式，与国际同行进行深入的交流和合作，共同推动本学科的发展。
六、未来趋势与展望未来，过程装备与控制工程专业的发展将更加注重智能化、绿色化、安全化等方面。
智能制造技术的应用将进一步提高装备的自动化和智能化水平，降低人工干预，提高生产效率。
同时，随着环保意识的提高，绿色化生产将成为主流，过程装备的设计和制造也将更加注重环保和节能。
此外，随着工业安全事故的频发，安全设计和安全管理将成为过程装备与控制工程的重要研究方向。
七、交叉学科发展随着多学科交叉融合的趋势，过程装备与控制工程专业将与更多学科产生交又。
例如，与人工智能、大数据等信息技术领域的交叉，将为工业生产提供更高效、智能的解决方案；与生物工程领域的交叉，将为制药、食品等行业提供更先进的工艺和设备；与环境工程领域的交叉，将为环保和能源利用提供更先进的技术手段。
工业控制系统发展历史
2.现场总线的标准
IEC组织于1999年12月31日投票,确定了8大总 线作为国际现场总线标准,其中包括CANBus、 ProfitBus、InterBus-S、ModBus、FOUNDATIONFieldbus等等。而在此基础上形成了新的 现场总线控制系统 （FieldbusControlSystemFCS）。
1.计算机网络的前期发展
人类历史上第一台计算机
计算机及网络技术与控制系统的发展有 着紧密的联系。最早在50年代中后期， 计算机就已经被应用到控制系统中。60 年代初，出现了由计算机完全替代模拟 控制的控制系统，被称为直接数字控制 （DirectDigitalControl,DDC）。
70年代中期，随着微处理器的出现，计算机控制系 统进入一个新的快速发展的时期，1975年世界上第 一套以微处理为基础的分散式计算机控制系统问世， 它以多台微处理器共同分散控制，并通过数据通信 网络实现集中管理，被称为集散控制系统 （DistributedControlSystem,DCS）。
1.现场总线控制系统（FCS)
（1.） FCS实际上是连接现场智能设备和自动化控制设备 的双向串行、数字式、多节点通信网络，也被称为现场底 层设备控制网络。
（2）.为了克服DCS系统的技术瓶颈,进一步满 足现场的需要,现场总线技术应运而生,它实际 上是连接现场智能设备和自动化控制设备的双 向串行、数字式、多节点通信网络,也被称为现 场底层设备控制网络（INFRANET）。和 Internet、Intranet等类型的信息网络不同,控制 网络直接面向生产过程,因此要求很高的实时性、 可靠性、资料完整性和可用性。为满足这些特 性,现场总线对标准的网络协议作了简化,省略 了一些中间层,只包括ISO/OSI7层模型中的3层： 物理层、数据链路层和应用层。
DCS系统的发展历程与趋势展望
DCS系统的发展历程与趋势展望DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）是一种用于监控和控制工业过程的自动化系统。
它的发展历程经历了几个重要的阶段，从最初的分散控制到现代的集成化实时控制系统，不断推动着工业自动化领域的发展。
本文将探讨DCS系统的发展历程，并对未来的趋势进行展望。
1. 第一阶段：分散控制系统在上世纪60年代，工业控制系统主要采用分散控制的方式。
这种方式下，每个设备或生产单元都有独立的控制器进行控制，互相之间缺乏通信与协调。
虽然这种系统可以满足简单工艺的需求，但对于复杂的生产过程来说，协调与集成的能力显得十分有限。
2. 第二阶段：中央集中控制系统为了解决分散控制系统的不足，上世纪70年代开始出现了中央集中控制系统。
这种系统将所有控制器集中在一个中央控制室，通过数据通信技术实现设备之间的信息交互。
这样一方面提高了控制系统的协调能力，另一方面也降低了系统的运行成本。
中央集中控制系统在许多工业领域获得了广泛应用，成为了当时工业自动化的代表性技术。
3. 第三阶段：分布式控制系统随着计算机和通信技术的发展，上世纪80年代起，DCS系统逐渐取代了中央集中控制系统。
分布式控制系统通过将控制器分布在各个生产单元中，实现了更强大的控制能力和更高效的信息交互。
此外，DCS系统还具备可靠性高、可扩展性强、维护方便等优点。
这使得它成为了工业自动化领域的主流技术，并广泛应用于石化、电力、制药等行业。
4. 当前阶段：集成化实时控制系统随着信息技术的不断发展，DCS系统正在向集成化实时控制系统的方向迈进。
这种系统不仅要求实时性高、可靠性好，还需要具备更强大的数据处理和分析能力。
同时，物联网、云计算、大数据等新技术的出现，为DCS系统的升级提供了更多可能性。
未来的DCS系统将更加注重信息的共享与互联，实现设备之间的智能协同和智能优化控制。
展望未来，随着工业自动化的智能化和数字化发展，DCS系统将继续朝着更高水平迈进。
工业控制技术的基本发展过程
工业控制技术的基本发展过程分散控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是过程控制技术发展历史上的一个重要里程碑，是计算机控制技术应用于工业生产中的一种较高的表现形式，是控制技术、计算机技术和网络通信技术共同发展的产物。
今天，分散控制系统技术已经比较成熟，并且广泛的应用于各种生产过程中，同时还在不断推陈出新，迅速发展。
各种新的设备、新的设计技术以及新的通讯方式被不断引入分散控制系统。
通用的操作系统，能够与办公网络和广域网络方便连接的通讯协议，以及开放的数据库互连（ODBC）方式逐渐被广泛采用；开发技术方面开始越来越多地采用了面向对象的分析和设计方法，以及可视化技术，这使得分散控制系统的经济性、可靠性、实时性、开放性等方面都得以大大提高。
现场总线用于过程控制已经成为一种趋势，但是目前国内的中小型火力发电厂的变送器等现场设备还大量使用着传统设备，如果采用基于现场总线控制系统进行系统改造，势必增加很高的成本来更换这些设备，因此基于现场总线控制系统在中小型火力发电厂的推广受到了一定的制约。
本章将介绍工业控制系统的发展过程，以及各阶段的技术特点，从而了解DCS技术的发展过程及需要解决的问题。
1.1.1 工业控制领域的不同形式从控制的角度看，工业生产的方式分为两大类，一类是流程工业，另一类是制造业。
流程工业，其被控对象是物质的物理化学性质的变化，在这些变化的过程中，往往伴随着能量的释放和转换。
电力、化工、石油、造纸等都属于流程工业。
比如传统火力发电厂，其主要控制对象是燃料、氧气、水（“风、煤、水”）。
燃料在氧气作用下燃烧，这是化学变化过程，也是能量释放过程；释放的热能使水（工质）从冷态逐步变成高温高压的蒸汽，这是物理变化的过程；蒸汽再推动汽轮机旋转做功，这是从热能到机械能的能量转换过程；汽轮机旋转带动发电机做功，产生电能，这是从机械能到电能的能量转换过程。
可以看出，流程工业的控制过程主要是连续的过程，由于物质的物理化学变化过程具有储能性和储时性，因此如果用数学描述的话，总是被描述成微积分的形式，其对应的控制策略也是主要基于微积分的形式，其中最经典的控制策略就是大家熟悉的PID（比例-积分-微分）。
plc在工业自动化控制领域中的应用及发展
plc在工业自动化控制领域中的应用及发展一、引言随着工业自动化的发展，PLC（可编程逻辑控制器）已经成为工业自动化控制领域中不可或缺的一部分。
本文将从PLC的定义、应用领域、发展历程、技术特点等方面进行详细介绍。
二、PLC的定义PLC是一种数字式，以工业现场为中心的控制器。
它通过数字计算机技术，对各种生产设备进行控制和监测，实现生产过程中的自动化控制。
三、PLC的应用领域1. 工厂自动化：在工厂生产线中，PLC可以对各种设备进行控制和监测，实现生产过程中的自动化控制。
2. 机床自动化：在机床加工过程中，PLC可以实现对各种设备进行精确的控制和监测。
3. 汽车生产线：在汽车生产线上，PLC可以对各种机器人进行精确的控制和监测。
4. 化工行业：在化工行业中，PLC可以对各种反应釜等设备进行精确的控制和监测。
5. 石油行业：在石油行业中，PLC可以对各种设备进行控制和监测，实现油田的自动化控制。
四、PLC的发展历程20世纪60年代，PLC开始在工业自动化领域中应用。
当时，PLC主要用于控制和监测生产线上的各种设备。
20世纪70年代，PLC开始普及，并逐渐取代了传统的继电器控制系统。
此时，PLC已经具有了更高的可靠性和精确性。
20世纪80年代，PLC开始大规模应用于各种工业自动化领域。
同时，PLC也得到了更加完善的技术支持。
21世纪初期，随着数字技术的不断发展和进步，PLC得到了更加广泛的应用。
五、PLC的技术特点1. 可编程性：PLC可以根据不同的控制需求进行编程，实现不同的控制功能。
2. 稳定性：由于采用数字电路技术，PLC具有更高的稳定性和可靠性。
3. 精确性：PLC可以对各种设备进行精确的控制和监测。
4. 扩展性：PLC可以通过扩展模块来扩展其功能。
5. 易维护性：PLC的故障排除和维护比传统的继电器控制系统更加容易。
6. 可编程性：PLC可以根据不同的控制需求进行编程，实现不同的控制功能。
六、PLC未来的发展趋势1. 智能化：未来，PLC将会变得更加智能化，可以通过人工智能等技术来实现更加高级的控制功能。
工业自动化的发展历程与未来趋势
工业自动化的发展历程与未来趋势工业自动化是指利用各种自动控制技术和设备，实现对生产过程中的各个环节进行自动化处理和控制的一种生产方式。
它通过机器和计算机系统来替代人工操作，提高生产效率和产品质量，减少人力资源的使用，是现代工业发展的重要趋势之一。
本文将从发展历程和未来趋势两个方面进行探讨。
一、发展历程1.1 第一阶段：早期机械自动化工业自动化的发展可以追溯到18世纪末的工业革命时期。
早期的机械自动化主要依靠装置和机械传动来实现，如水轮机、风车等。
这些机械设备的出现，替代了人力驱动的生产方式，大大提高了生产效率。
1.2 第二阶段：电气自动化20世纪初，电气自动化技术的发展推动了工业自动化的进一步发展。
电气自动化利用电力作为动力源，通过电机和电气控制系统来实现各种自动化操作，如自动化生产线、自动化控制系统等。
这一阶段的发展，使得生产过程更加稳定和可靠。
1.3 第三阶段：信息化自动化随着计算机技术的迅猛发展，信息化自动化成为工业自动化的一个重要方向。
计算机技术的引入使得工业自动化系统拥有了更强大的数据处理和信息传递能力，实现了生产过程的集中控制和优化调度。
信息化自动化的出现，使得工业生产更加智能化和高效化。
二、未来趋势2.1 智能化发展未来，工业自动化将向智能化方向发展。
随着人工智能和物联网技术的不断进步，工业自动化系统将具备更高级的自主决策和学习能力，能够更好地适应复杂多变的生产环境。
智能化的工业自动化将能够实现更加精细化的生产过程控制和优化。
2.2 柔性化生产未来的工业自动化将朝着柔性化生产的方向发展。
传统的工业生产往往需要进行大规模的批量生产，而柔性化生产则可以根据市场需求和个性化要求进行灵活调整。
通过引入机器人技术和自动化控制系统，工业企业可以实现快速转换和个性化定制，提升生产效率和产品质量。
2.3 人机协作未来工业自动化的发展还将强调人机协作的理念。
人工智能和机器人技术的发展将使得机器具备更强的感知和判断能力，而人类的专业知识和创造力仍然是不可替代的。
工业控制系统的历史沿革及发展方向
工业控制系统的历史沿革及发展方向方案。
在对120个工业控制系统协议进行筛选之后，制定了两个标准化协议：分布式网络协议版本3（DNP3）以及国际电工委员会（IEC）60870-5-101。
目前，DNP3已经是使用最为广泛的工业控制系统协议。
由于电子计算机与现代通信网络的发展，工业控制系统在几十年之内已经完成了多次更新换代：第一次：从20世纪50年代开始，工业控制系统开始由之前的气动、电动单元组合式模拟仪表、手动控制系统升级为使用模拟回路的反馈控制器，形成了使用计算机的集中式工业控制系统。
第二次：大约在20世纪60年代，工业控制系统开始由计算机集中控制系统升级为集中式数字控制系统。
系统中的模拟控制电路开始逐步更换为数字控制电路，并且完成继电器到可编程逻辑控制器的全面替换。
由于系统的全面数字化，工业控制系统使用更为先进的控制算法与协调控制，从而使工业控制系统发生了质的飞跃。
但由于集中控制系统直接面向控制对象，所以在集中控制的同时也集中了风险。
第三次：20世纪70年代中期，由于工业设备大型化、工艺流程连续性要求增加以及工艺参数控制量的增多，已经普及的组合仪表显示已经不能满足工业控制系统的需要。
集中式数字控制系统逐渐被离散式控制系统所取代。
大量的中央控制室开始使用CRT显示器对系统状态进行监视。
越来越多的行业开始使用最新的离散式控制系统，包括炼油、石化、化工、电力、轻工以及市政工程。
第四次：20世纪90年代后期，集计算机技术、网络技术与控制技术为一体的全分散、全数字、全开放的工业控制系统——现场总线控制系统（FCS）应运而生。
相比之前的分布式控制系统，现场总线控制系统具有更高的可靠性、更强的功能、更灵活的结构、对控制现场更强的适应性以及更加开放的标准。
由于技术的快速发展，现代工业控制系统的安全问题越来越复杂，其面临的风险及威胁类型也越来越多，包括黑客、间谍软件、钓鱼软件、恶意软件、内部威胁、垃圾信息以及工业间谍。
工业自动化中的电机控制技术
工业自动化中的电机控制技术工业自动化是现代工业发展的重要标志，其中电机控制技术在实现工业自动化过程中扮演着关键的角色。
本文将探讨工业自动化中的电机控制技术的原理、应用和发展趋势。
一、电机控制技术的概述电机控制技术是指通过对电机的控制来实现对工业设备的运行控制和动力输出的技术。
它涉及到电机的启动、停止、调速、定位、位置控制等方面。
随着工业自动化的发展，电机控制技术逐渐成为工业生产的核心技术之一。
二、电机控制技术的原理1. 电机控制系统电机控制系统一般由电机、控制器和执行器组成。
电机作为动力源，控制器负责接收和处理输入的指令信号，并通过执行器对电机进行控制。
常见的电机控制系统包括直流电机控制系统和交流电机控制系统。
2. 电机控制方法电机控制方法主要有开关控制、调速控制和定位控制等。
开关控制常用于电机的启停控制，通过控制开关的通断来实现对电机的控制。
调速控制是指通过调节电机的转速来实现对设备运行速度的控制。
定位控制则是通过精确定位电机的位置来实现对设备位置的控制。
3. 控制策略在电机控制过程中，常用的控制策略包括开环控制和闭环控制。
开环控制是指控制器仅根据输入的指令信号来对电机进行控制，没有对电机输出进行反馈调节。
闭环控制则是在开环控制的基础上增加对电机输出的实时反馈，通过调节控制器的输出信号来实现对电机的精确控制。
三、电机控制技术的应用1. 工业生产线在工业生产线中，电机控制技术广泛应用于各类生产设备的控制。
通过电机控制技术，可以实现生产线的自动化运行，提高生产效率和产品质量。
2. 机器人技术电机控制技术是机器人技术的核心之一。
通过对电机的精确控制，可以实现机器人的运动和动作控制，使其能够完成各种复杂的工作任务。
3. 交通运输电机控制技术在交通运输领域也有广泛的应用。
例如，电动车通过电机控制技术实现驱动和转向控制，提供了清洁能源驱动的交通工具选择。
四、电机控制技术的发展趋势1. 智能化随着人工智能技术的发展，电机控制技术也趋向于智能化。
工业自动化中的流程控制技术
流程控制系统的设计需要综合考虑多种因素，如工艺流程、设备选型、控制算 法等，同时还需要进行仿真测试和实际运行验证，不断优化系统性能。
03
工业自动化中的流程控制技术
顺序控制技术
顺序控制技术是指按照预设的逻辑顺序，对工业生产过程中的各个阶段进 行控制的技术。
顺序控制技术主要应用于自动化流水线、自动化设备等场景，实现自动化 生产。
工业自动化系统的组成
工业自动化系统主要由传感器、执行器、控制器和人机界面等组成。传感器用于检测被控对象的参数 变化，执行器根据控制器的指令执行相应的动作，控制器则根据输入的信号和设定的参数进行计算和 控制输出，人机界面则提供操作员与系统之间的交互界面。
此外，工业自动化系统还包括通信网络和系统软件等组成部分，用于实现各组件之间的信息交换和系 统集成。
流程控制技术的网络化发展
总结词
随着物联网和通信技术的发展，流程控制技术正朝着网络化方向发展。
详细描述
网络化流程控制技术能够实现设备间的互联互通和信息共享，提高生产协同效率。通过 工业互联网平台，可以实现远程监控、数据分析和预测性维护等功能，进一步优化生产
过程。
流程控制技术的安全可靠性发展
总结词
随着工业安全意识的提高，流程控制技术正 朝着更高安全可靠性的方向发展。
运动控制技术
术。
运动控制技术可以通过伺服电机、步进电机等设备实 现，通过控制器对电机的运动轨迹和速度进行精确控
制。
运动控制技术是指对工业生产过程中的机械运 动进行控制的技
运动控制技术主要应用于数控机床、机器人等领 域，实现高精度和高效率的机械加工和装配。
04
流程控制技术在工业自动化中的应用
流程控制在生产流水线中的应用
工业自动化控制的现状和发展趋势
工业自动化控制的现状和发展趋势摘要：在现代化科学技术快速发展的背景下，工业领域当中的自动化控制系统也得到了全面发展。
在这一点上，论文从一个新的角度出发，对中国的工业自动控制技术做了一个简要的介绍，并在这个基础上提出了自己的看法。
本文着重探讨了今后工控系统的发展方向。
希望通过本文的研究，能给广大同行们带来一定的切实可行的建议，从而促进我国工业自动化程度的提高。
关键词：自动化控制；电力系统；人工智能引言有了物联网，有了云计算和大数据；随着 AI和其他技术的不断发展，以及“工业4.0”和“中国制造2025”的推进，这些都将为我国的制造业带来巨大的发展机遇。
“机器换人”，“智慧工厂”，“数字化”，“智能制造”，这些都是未来发展的必然趋势，其中包括精益自动化，智能感知， IT与 OT的结合，还有运动控制卡，无线控制器，Ability等等。
近年来，尽管国内的 ICT技术已有了一定的发展，但是多数的 ICT公司仍处于从外国进口，而后进行二次研发、二次利用的阶段，其自主创新能力仍不强。
不过，随着机器人和人工智能的兴起，以及对工业的自动控制，这一行业的发展方向，却是十分看好的。
在这样的大环境下，我国的自动控制技术将会逐渐向智能化、网络化、集成化方向发展。
1 工业自动化控制技术概述工业自动化是当今工业发展的要求和趋势，它可以将计算机和自动化技术应用到工业生产中，来完成对工业生产工艺、生产流程和生产设备的自动化控制，达到生产资源的最大化和最优化调配，使公司的生产能力得到最大程度的发挥。
工业自动化在很大程度上促进了国家工业和经济的发展，因此应该主动加大在工业自动化方面的研发和运用，持续提高我国的工业自动化的水准，为国家的经济发展打下坚实的工业基础。
工业自动化是一种将计算机技术、电气控制技术以及自动化技术相融合的一种工业控制技术，它利用自动化的控制系统，来对工业生产中的设备、工艺流程以及动态监控，并以所探测到的数据为依据，来对工业生产中的设备、工艺流程展开自动化的调整和调配，从而让工业生产可以安全有效地进行。
PLC的发展历程与未来趋势展望
PLC的发展历程与未来趋势展望随着科技的不断进步和工业自动化的发展，可编程逻辑控制器（PLC）作为一种重要的工业控制设备，被广泛应用于各个领域，从而推动了工业生产的现代化与智能化。
本文将详细介绍PLC的发展历程，并展望其未来的趋势。
一、PLC的发展历程PLC的发展始于20世纪60年代，那时候的工业控制主要依靠继电器实现。
然而，继电器控制的缺点是体积大、电路复杂，而且调试和维护困难。
为了解决这些问题，人们开始研发PLC。
1968年，德国公司布朗什魏格尔推出了第一台商用PLC，其特点是具有可编程的功能，便于调试和维护，并且能够自动执行逻辑控制任务。
此后，PLC逐渐发展成为一种代替继电器的控制设备。
在20世纪70年代和80年代，PLC的应用范围迅速扩大，不仅被广泛应用于工业自动化领域，还开始涉足建筑、交通、医疗等领域。
PLC的高效性、可靠性、灵活性和易维护性使其成为了当时最受欢迎的控制设备。
二、PLC的未来趋势展望1. 网络化与云计算随着互联网的迅猛发展，PLC正逐渐向网络化方向发展。
未来的PLC将具备更强大的通信功能，能够实现与其他设备之间的无缝连接，实现实时数据采集与共享。
同时，PLC还将与云计算相结合，通过云平台为用户提供更加便捷的数据存储、分析和管理服务。
2. 智能化与人工智能随着人工智能技术的不断进步，PLC的未来将越来越智能化。
未来的PLC将具备更加复杂的算法和逻辑，能够自主学习和优化控制策略，提高生产效率和质量。
同时，PLC还能够与人工智能设备进行联动，实现更加智能化的工业自动化系统。
3. 绿色环保与能源节约在未来的工业发展中，环境保护和能源节约越来越受重视。
PLC将从节能减排的角度出发，实现对能源的智能调控和优化利用。
通过精确的数据采集和分析，PLC可以实时监测和控制生产过程中的能源消耗，从而达到绿色环保和有效节能的目的。
4. 人机交互与可视化未来的PLC系统将更加注重人机交互和可视化，使操作和监测更加直观、简便。
工业过程先进控制及应用-控制理论与工程的发展
工业过程先进控制及应用-控制理论与工程的发展-----------------------作者：-----------------------日期：过程控制中的若干问题一、控制理论发展1.40-50年代经典控制理论传递函数为基础,在频率域对单输入单输出SISO控制系统分析与设计的理论20世纪40年代开始形成的控制理论被称为“20世纪上半叶三大伟绩之一”最辉煌的成果之一PID控制根轨迹Evans频率特性Nyquist Bode随动控制 定值控制定量分析困难定性分析相当有用2. 60年代现代控制理论状态空间方法为基础，以极小值原理和动态规划方法等最优控制理论为特证，而以采用卡尔曼滤波器的随机干扰下的线性二次型系统宣告了时域方法的完成。
研究多输入多输出系统在航天、航空、导制等领域取得了辉煌的成果对复杂工业过程却显得无能为力,主要原因：要有精确过程数学模型建精确过程数学模型难点：机理复杂非线性与分布参数时变性不确定性多变量之间耦合信息不完全性IFAC----系统辨识与参数估计 (1965年以来每三年一次)现代工业过程建模主要特征：•模型的层次性。
系统结构为递阶结构型，为此过程建模将围绕着结构逐层进行，各层模型之间通过信息通道相互联系。
•模型的多时标性。
模型的各层次时标快慢亦是不同的，每一层次兼有两种状态，相对于下层快时标系统它是离散事件变量，相对于上层慢时标系统，它可视为连续时间变量。
•信息的多样性。
信息是语言，文字，图形，符号,图象，数字等多媒体信息集成。
建模方法：机理建模；经验建模；智能建模（神经网络建模、知识模型、模糊模型、逻辑关系模型等）。
3.七十年代开始逐步发展形成了大系统理论大系统理论是现代控制理论和系统理论相结合，其核心思想是系统的分解与协调，多级递阶优化与控制。
大系统理论仍未突破现代控制理论的基本思想与框架，除了高维线性系统之外，它对其它复杂系统仍然束手无策。
对于含有大量不确定性和难于建模的复杂系统，基于知识的专家系统、模糊控制、人工神经网络控制、学习控制和基于信息论的智能控制等应运而生，它们在许多领域都得到了广泛的应用。
我国工业控制自动化技术的现状与发展趋势
我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
一、 以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流
工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。
传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步。
根据中国仪器仪表行业协会公布的调查数据显示，2002年我国DCS市场状况如下：
（资料来源：工控网）
小型化、多样化、PC化和开放性是未来DCS发展的主要方向。目前小型DCS所占有的市场，已逐步与PLC、工业PC、FCS共享。今后小型DCS可能首先与这三种系统融合，而且“软DCS”技术将首先在小型DCS中得到发展。PC-based控制将更加广泛地应用于中小规模的过程控制，各DCS厂商也将纷纷推出基于工业PC的小型DCS系统。开放性的DCS系统将同时向上和向下双向延伸，使来自生产过程的现场数据在整个企业内部自由流动，实现信息技术与控制技术的无缝连接，向测控管一体化方向发展。
当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展，PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信，PLC将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC的控制系统。
三、 面向测控管一体化设计的DCS系统
集散控制系统DCS（Distributed Control System）问世于1975年，生产厂家主要集中在美、日、德等国。我国从70年代中后期起，首先由大型进口设备成套中引入国外的DCS，首批有化纤、乙烯、化肥等进口项目。当时，我国主要行业（如电力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部进口。80年代初期在引进、消化和吸收的同时，开始了研制国产化DCS的技术攻关。
过程控制技术的发展历史
过程控制技术的发展历史过程控制技术是指通过测量、控制、调节和优化的手段来实现工业过程中各种参数的自动化控制。
它的发展经历了多个阶段和重要的里程碑。
本文将回顾过程控制技术的发展历史，并探讨其对现代工业的影响。
一、早期控制技术的出现在工业化开始之前，人们就开始使用简单的控制技术。
例如，在古代就有利用水钟来控制水流的方法。
然而，这种控制技术非常有限，只能应用于一些简单的系统。
二、PID控制器的发明20世纪20年代，自动控制领域发生了重大的突破，巴贝奇和波得莱发明了PID控制器。
PID控制器是一种基于比例、积分和微分的控制算法。
它的出现标志着过程控制技术的新时代。
三、控制理论的发展随着PID控制器的应用，控制理论也得到了快速发展。
20世纪50年代，控制理论开始向更加复杂的系统扩展，如多变量系统和非线性系统。
瑞典控制理论家奥斯特罗姆的贡献被广泛地应用于自动控制系统的设计与分析中。
四、数字控制系统的出现1960年代，随着计算机技术的飞速发展，数字控制系统开始在工业中应用。
数字控制系统可以实现更高级的控制策略，提高系统的性能和稳定性，并且能够实现远程监控与管理。
这标志着过程控制技术进入了一个新的阶段。
五、现代过程控制技术的发展数字控制系统为过程控制技术的发展奠定了基础，随后出现了更为先进的技术和系统。
比如，人工智能技术的应用使得过程控制系统具备了学习和自适应的能力，能够根据实时的过程数据进行精确的控制。
而工业互联网的兴起则使得过程控制系统实现了更高水平的信息化和智能化。
六、过程控制技术的应用领域过程控制技术广泛应用于各个行业，如化工、电力、石化、制药等。
它能够提高生产效率、降低能源消耗、确保产品质量和安全性。
尤其在高危行业，过程控制技术的应用对于保障生产安全具有重要意义。
结语：过程控制技术的发展历史可以看出，它对现代工业的发展起到了重要的推动作用。
随着技术的不断创新，过程控制技术将会继续向更为先进的方向发展，为工业生产带来更多的便利和效益。
工业自动化技术和发展历史
需求动力：市场竞争加剧,要求产品更新快,产品质量高,并适应大中批量 生产需要和减轻劳动强度。主要特点：此阶段主要以自动生产线为标志,其主产线出现,同时软件 数控系统出现并用于机床,CAD、CAM等软件开始用于实际工程的设计和制造 中,此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。 典型成果和产品：用 于钻、镗、铣等加工的自动生产线。
典型成果和产品： CIMS 工厂, 柔性制造系统(FMS)。
我国现代工业自动化技术
我国自动化技术在各个领域，无论是科学还是民生方面，都取得积极巨 大的成就，我国的工业自动化技术更是给我国带来生产质的提升。而我国， 正在努力慢慢像工业化方向发展。所谓工业现代化，就是用电子计算机等最 新的技术装备来武装工业的各个部门，用现代化的管理工具和管理方法来管 理工业，使工业生产实现高度的自动化，使工业劳动生产率达到或超过世界 先进水平。
工业自动化技术和发展历史
工业自动化技术简介
工业自动化就是工业生产中的各种参数为控制目的，实现 各种过程控制，在整个工业生产中,尽量减少人力的操作,而能 充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作,即称为 工业自动化生产，而使工业能进行自动生产之过程称为工业自 动化。
工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直 接干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处 理和过程控制的统称。自动化技术就是探索和研究实现 自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、微电子、计 算机等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化 技术的助产士。正是由于工业革命的需要，自动化技术 才冲破了卵壳，得到了蓬勃发展。同时自动化技术也促 进了工业的进步，如今自动化技术已经被广泛的应用于 机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域， 成为提高劳动生产率的主要手段。
工业控制计算机网络技术发展与应用
工业控制计算机网络技术发展与应用在当今高度工业化和信息化的时代，工业控制计算机网络技术正以前所未有的速度发展，并在各个领域得到了广泛的应用。
它不仅改变了传统工业生产的模式，还极大地提高了生产效率和质量，为企业带来了显著的经济效益和竞争优势。
工业控制计算机网络技术的发展历程可以追溯到上世纪六十年代。
当时，计算机技术刚刚兴起，人们开始尝试将其应用于工业控制领域。
早期的工业控制系统主要采用集中式控制方式，即由一台大型计算机对整个生产过程进行控制。
这种方式虽然在一定程度上提高了生产效率，但由于计算机的可靠性和稳定性不足，以及系统的灵活性和扩展性较差，很快就无法满足工业生产的需求。
随着计算机技术和通信技术的不断发展，分布式控制系统逐渐取代了集中式控制系统。
分布式控制系统采用多台计算机分别对生产过程中的不同环节进行控制，通过网络将这些计算机连接起来，实现数据的共享和协同工作。
这种方式不仅提高了系统的可靠性和稳定性，还增强了系统的灵活性和扩展性，使得工业控制系统能够更好地适应复杂多变的生产环境。
进入二十一世纪以来，工业控制计算机网络技术更是取得了长足的进步。
以太网技术的引入使得工业控制系统的通信速度和带宽得到了极大的提升，为实现实时控制和大数据传输提供了有力的支持。
同时，无线通信技术的发展也为工业控制带来了新的机遇。
无线传感器网络、蓝牙技术和 WiFi 技术等在工业现场的应用，使得工业控制系统的布线更加简洁，安装和维护更加方便，同时也提高了系统的灵活性和可移动性。
在工业控制计算机网络技术的发展过程中，相关的标准和协议也不断完善。
OPC（OLE for Process Control）技术的出现，实现了不同厂家设备之间的数据交换和互操作，大大降低了系统集成的难度和成本。
此外，IEC 61158、IEC 61784 等国际标准的制定，为工业控制网络的通信协议和接口规范提供了统一的标准，促进了工业控制网络技术的国际化和规范化发展。
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工业控制技术的基本发展过程分散控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是过程控制技术发展历史上的一个重要里程碑，是计算机控制技术应用于工业生产中的一种较高的表现形式，是控制技术、计算机技术和网络通信技术共同发展的产物。
今天，分散控制系统技术已经比较成熟，并且广泛的应用于各种生产过程中，同时还在不断推陈出新，迅速发展。
各种新的设备、新的设计技术以及新的通讯方式被不断引入分散控制系统。
通用的操作系统，能够与办公网络和广域网络方便连接的通讯协议，以及开放的数据库互连（ODBC）方式逐渐被广泛采用；开发技术方面开始越来越多地采用了面向对象的分析和设计方法，以及可视化技术，这使得分散控制系统的经济性、可靠性、实时性、开放性等方面都得以大大提高。
现场总线用于过程控制已经成为一种趋势，但是目前国内的中小型火力发电厂的变送器等现场设备还大量使用着传统设备，如果采用基于现场总线控制系统进行系统改造，势必增加很高的成本来更换这些设备，因此基于现场总线控制系统在中小型火力发电厂的推广受到了一定的制约。
本章将介绍工业控制系统的发展过程，以及各阶段的技术特点，从而了解DCS技术的发展过程及需要解决的问题。
1.1.1 工业控制领域的不同形式从控制的角度看，工业生产的方式分为两大类，一类是流程工业，另一类是制造业。
流程工业，其被控对象是物质的物理化学性质的变化，在这些变化的过程中，往往伴随着能量的释放和转换。
电力、化工、石油、造纸等都属于流程工业。
比如传统火力发电厂，其主要控制对象是燃料、氧气、水（“风、煤、水”）。
燃料在氧气作用下燃烧，这是化学变化过程，也是能量释放过程；释放的热能使水（工质）从冷态逐步变成高温高压的蒸汽，这是物理变化的过程；蒸汽再推动汽轮机旋转做功，这是从热能到机械能的能量转换过程；汽轮机旋转带动发电机做功，产生电能，这是从机械能到电能的能量转换过程。
可以看出，流程工业的控制过程主要是连续的过程，由于物质的物理化学变化过程具有储能性和储时性，因此如果用数学描述的话，总是被描述成微积分的形式，其对应的控制策略也是主要基于微积分的形式，其中最经典的控制策略就是大家熟悉的PID（比例-积分-微分）。
制造业，其主要控制对象是时间顺序（时序）和条件。
在时间顺序的变化中，需要对计件数量和加工条件的变化进行控制。
汽车、飞机、电器、机床、电子设备等都属于制造业。
比如传统加工业，生产一个金属器皿，需要经过板材裁剪、冲压、打磨、喷漆、烘烤、上螺丝等工序，这些工序表现为时间上的先后顺序以及相互制约的条件。
可以看出，制造业的控制过程主要是离散的过程，时序和条件用数学描述，可以描述成与、或、非、定时、延时等逻辑的形式，其对应的控制策略也是主要基于逻辑和程序控制的形式。
流程工业的大规模自动化，最终形成了以分散控制系统（DCS）为代表的控制方式，而制造业的大规模自动化，最终形成了以可编程逻辑控制器（PLC）为代表的控制方式。
由此可以看到，DCS和PLC的“出身”不同，关于DCS与PLC 的关系，后面还会谈到。
一个完整的生产过程，一般都是连续过程和离散过程的混合体。
比如在火力发电厂的生产过程中，除了上面描述过的连续生产过程，实际上还有许多逻辑和程序控制任务，如化学水处理、点火、吹灰、炉膛保护、电气保护等。
在制造业也有同样的情况。
只是由于在流程工业和制造业中，自动化技术发展的阶段不同，技术侧重点也不同，因此发展的技术手段也就出现了差异。
比如火力发电厂中，早期的逻辑和程序控制任务主要是人工操作或者通过以继电器为主的控制系统实现的，因此自动控制方式主要发展了连续控制系统。
制造业也是类似的情况。
开始阶段，自动化主要解决生产流水线这样的问题，在流水线的每个环节（工序）内，主要是人工操作的。
但是现在随着自动化程度的提高，在生产的每个环节，都要求实现自动化，因此控制系统也出现了技术融合的趋势。
在下面的讨论中，将主要针对流程工业的过程控制技术展开叙述。
1.1.2 过程控制设备的发展过程控制的基本结构如下图。
图1-1 过程控制的基本结构上述基本结构包括两个关键过程：（1）决策过程，由一系列控制策略和算法组成；（2）信息的传递过程，由一系列的测量仪表、执行机构和传输介质构成。
实际上，控制技术几十年的发展，一直是围绕着这两个方面的问题进行的，但是在不同时期的侧重点是不同的。
在过去近60年的发展过程中，随着过程工业操作方法的改变、工艺的复杂化和生产过程的强化，控制设备起了突飞猛进的变化。
从它的发展过程来看，人类经历了四个时代：第一个时代是机械化时代。
从1940’~1950’间，工业生产过程的操作管理，还没有单元操作控制室，所有测量仪表都分散在生产单元各个部分，操作员围绕着生产过程现场查看生产设备和仪表，过程物流直接用管子与仪表相连接，因此，不用复杂的变送器，压力、温度、流量和液面的控制都是单回路控制系统，工业生产过程也比较简单，操作员最多只能照看10到20个信号和回路。
工业生产过程变得越来越复杂，需要众多的控制回路和单元生产控制过程集中化。
相应的过程变量变送器的开发显得十分必要，许多生产工艺管路不可能绕着弯汇总到控制室，既不经济也不安全。
因此，原来的控制阀就变成用气动来驱动。
控制系统的信号也用气动信号。
这个时期的控制方式主要是就地、人工的方式，可以称之为“目力所及，臂力所及”。
第二个时代是电气化时代。
大量的气动管路结构复杂、成本高，也不利于远距离传递。
因此引起了人们寻找用电的办法来解决这一难题，即开发电动类型的测量仪器和控制设备，用电动仪表取代气动仪表。
1960’~1970’间，电子技术有了迅速的发展，半导体产品取代了电子真空管，进而又用集成电路逐步取代分立元件，使得电子仪表可靠性大大提高。
此时以4~20mA电流信号为代表的信号传递方式开始大规模普及，以信号变送器为代表的二次仪表得到了大规模使用。
此类信号可以传递到较远的距离，并集中到集中控制室里，操作员可以在远离现场的地方同时监控大量的回路和数据。
所以这个时期重点解决了信号远距离传递的问题。
第三个时代是自动化时代。
1980’~1990’间，由于计算机技术，特别是微型计算机技术的迅速发展，以微处理器为基础的分散型控制开始形成。
控制室越来越小，一个工厂用一个中央控制室的情况，在工程实践中已很普遍。
数字计算机开始在工业生产中进行在线控制。
在这个阶段，计算机的自动控制策略开始大规模取代人工控制，形成自动决策过程。
这些决策过程是由一系列的算法组成的，因此，这个时期基础控制理论得到了较大的完善。
可以看出，这个时期主要解决了自动决策问题。
第四个时代是信息化时代。
1990’至今，随着网络技术的迅速发展，如何实现大规模数据远距离迅速可靠的传输，成为控制界面临的突出问题之一。
同时，控制的规模和复杂程度大大增加，对复杂决策技术的需求日益强烈，“自动化孤岛”问题、大规模预测控制问题等都迫切的需要解决。
当前这些问题还没有完全得到解决。
当前，生产过程的规模日益庞大，被控系统日益复杂。
以火力发电机组为例，在过去的20多年中，单机组容量已经从125MW、200MW发展到了300MW、600MW，甚至1000MW；用于监控的现场测点数则从2000点左右增加到了8000点左右，甚至10000点左右；控制系统的结构普遍采用了分散控制系统（DCS）结构，而且对DCS的实时性、开放性要求日益提高。
这使得DCS中通信流量大大增加，控制设备的负荷也大大增加。
为了降低成本，当前许多DCS在应用时都充分发挥硬件能力，甚至逼近硬件能力的极限。
1.1.3 控制理论的发展控制技术的发展有两条相辅相成的主线，一个是上述的控制设备的发展，另一个是控制理论的发展。
控制理论的发展经历了三个时期。
（1）经典控制理论时期（1930’～1950’）。
经典控制理论主要解决单入单出（SISO）线性定常系统的分析与控制问题。
它以拉氏变换为数学工具，采用以传递函数、频率特性、根轨迹等为基础的经典频域方法研究系统。
对于非线性系统，除了线性化及渐近展开计算以外，主要采用相平面分析和谐波平衡法（即描述函数法）研究。
伯德于1945年提出了频率响应分析方法，即简便而实用的伯德图法。
埃文斯于1948年提出了直观而简便的图解分析法，即根轨迹法，在控制工程上得到了广泛应用。
经典控制理论能够较好地解决SISO反馈控制系统的问题。
但它具有明显的局限性，突出的是难以有效地应用于时变系统和多变量系统，也难以揭示系统更为深刻的特性。
同时，当时主要依靠手工的计算和作图方式进行分析与设计，因此很难处理高阶系统问题。
（2）现代控制理论时期（1960’～1980’）。
这个时期由于计算机技术、航空航天技术的迅速发展，控制理论有了重大的突破和创新。
现代控制理论主要解决多入多出（MIMO）线性定常系统的分析与控制问题。
现代控制理论以状态空间法为基础，以线性代数和微分方程为主要数学工具，分析和设计控制系统。
所谓状态空间法，本质上是一种时域分析方法，它不仅描述了系统的外部特性，而且揭示了系统的内部状态和性能。
现代控制理论分析和综合系统的目标是在揭示其内在规律的基础上，实现系统在某种意义上的最优化，同时使控制系统的结构不再限于单纯的闭环形式。
美国的贝尔曼于1956年提出了寻求最优控制的动态规划法。
美国的卡尔曼于1958年提出递推估计的自动优化控制原理，奠定了自校正控制器的基础，并于1960年引入状态空间法分析系统，提出能控性、能观测性、最优调节器和卡尔曼滤波等概念。
1961年，苏联的庞特里亚金证明了极大值原理，使得最优控制理论得到极大发展。
瑞典学者阿斯特勒姆1967年提出最小二乘辨识，解决了线性定常系统的参数估计问题和定阶方法。
1970年，英国学者罗森布罗克等人提出多变量频域控制理论，丰富了现代控制理论领域。
（3）智能控制理论时期（1990’至今）。
智能控制的发展始于60年代，它是一种能更好地模仿人类智能的、非传统的控制方法。
它突破了传统的控制中对象有明确的数学描述和控制目标是可以数量化的限制，主要解决复杂系统和非线性系统的控制问题。
它所采用的理论方法主要来自于人工智能理论、神经网络、模糊推理和专家系统等。
当前智能控制理论还存在许多问题有待解决，所以在大多数工业场合还难以推广应用。
1.1.4 从模拟技术到数字技术在过去20多年里，各种工业控制系统都不可逆转地从模拟技术向数字技术过渡。
但是，必须认识到数字技术不是万能的，也不是在各个方面都优于模拟技术的。
这里辩证地分析一下模拟技术和数字技术的各自特点。
（1）数字信号最重要的优势是便于采用计算机进行处理。
采用计算机处理可以在很小的体积内实现非常复杂的和大规模的算法，而采用模拟信号的传统控制仪表则完全做不到这点。