自動控制

　　自動控制（automaticcontrol）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。自動控制是相對人工控制概念而言的。

　　簡介

　　自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來并大大提高控制效率。自動控制是工程科學的一個分支。它涉及利用反饋原理的對動態系統的自動影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數學的系統理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產生的控制論的一個分支?；A的結論是由諾伯特·維納，魯道夫·卡爾曼提出的。

　　基本原理

　　在現代科學技術的眾多領域中，自動控制技術起著越來越重要的作用。自動控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機器，設備或生產過程（統稱被控對象）的某個工作狀態或參數（即被控制量）自動地按照預定的規律運行。

　　自動控制理論是研究自動控制共同規律的技術科學。它的發展初期，是以反饋理論為基礎的自動調節原理，主要用于工業控制，二戰期間為了設計和制造飛機及船用自動駕駛儀，火炮定位系統，雷達跟蹤系統以及其他基于反饋原理的軍用設備，進一步促進并完善了自動控制理論的發展。

　　到戰后，以形成完整的自動控制理論體系，這就是以傳遞函數為基礎的經典控制理論，它主要研究單輸入-單輸出，線形定常數系統的分析和設計題。

　　發展過程

　　150多年前第一代過程控制體系是基于5－13psi的氣動信號標準（氣動控制系統PCS，PneumaticControlSystem）。簡單的就地操作模式，控制理論初步形成，尚未有控制室的概念。

　　第二代過程控制體系（模擬式或ACS,AnalogControlSystem）是基于0－10mA或4－20mA的電流模擬信號，這一明顯的進步，在整整25年內牢牢地統治了整個自動控制領域。它標志了電氣自動控制時代的到來?？刂评碚撚辛酥卮蟀l展，三大控制論的確立奠定了現代控制的基礎；控制室的設立，控制功能分離的模式一直沿用至今。

　　第三代過程控制體系（CCS，ComputerControlSystem）.70年代開始了數字計算機的應用，產生了巨大的技術優勢，人們在測量，模擬和邏輯控制領域率先使用，從而產生了第三代過程控制體系（CCS，ComputerControlSystem）。這個被稱為第三代過程控制體系是自動控制領域的一次革命，它充分發揮了計算機的特長，于是人們普遍認為計算機能做好一切事情，自然而然地產生了被稱為“集中控制”的中央控制計算機系統，需要指出的是系統的信號傳輸系統依然是大部分沿用4－20mA的模擬信號，但是時隔不久人們發現，隨著控制的集中和可靠性方面的問題，失控的危險也集中了，稍有不慎就會使整個系統癱瘓。所以它很快被發展成分布式控制系統（DCS）。

　　第四代過程控制體系（DCS，DistributedControlSystem分布式控制系統）：隨著半導體制造技術的飛速發展，微處理器的普遍使用，計算機技術可靠性的大幅度增加，目前普遍使用的是第四代過程控制體系（DCS，或分布式數字控制系統），它主要特點是整個控制系統不再是僅僅具有一臺計算機，而是由幾臺計算機和一些智能儀表和智能部件構成一個了控制系統。于是分散控制成了最主要的特征。除外另一個重要的發展是它們之間的信號傳遞也不僅僅依賴于4－20mA的模擬信號，而逐漸地以數字信號來取代模擬信號。

　　第五代過程控制體系（FCS，FieldbusControlSystem現場總線控制系統）：FCS是從DCS發展而來，就象DCS從CCS發展過來一樣，有了質的飛躍。“分散控制”發展到“現場控制”；數據的傳輸采用“總線”方式。但是FCS與DCS的真正的區別在于FCS有更廣闊的發展空間。由于傳統的DCS的技術水平雖然在不斷提高，但通信網絡最低端只達到現場控制站一級，現場控制站與現場檢測儀表、執行器之間的聯系仍采用一對一傳輸的4-20mA模擬信號，成本高，效率低，維護困難，無法發揮現場儀表智能化的潛力，實現對

　　自動控制

　　現場設備工作狀態的全面監控和深層次管理。所謂現場總線就是連接智能測量與控制設備的全數字式、雙向傳輸、具有多節點分支結構的通信鏈路。簡單地說傳統的控制是一條回路，而FCS技術是各個模塊如控制器、執行器、檢測器等掛在一條總線上來實現通信，當然傳輸的也就是數字信號。主要的總線有Profibus，LonWorks等。