气动单元组合仪表（QDZ），电动单元组合仪表 （DDZ），都经历了I型，II型，和III型三个发展阶段。
变送单元：将各种物理量变换成标准统一信号； 转换单元：电-气转换，气-电转换，等； 控制单元：测量信号与给定信号比较，产生控制信号； 运算单元：将几个标准信号进行算术运算； 显示单元：指示、记录、报警、累计； 给定单元：产生给定值； 执行单元：按控制器输出的控制信号去改变控制量大小； 辅助单元：增设的功能，如手动-自动切换。
单片机
单片机是在一块芯片上集成了微处理器、存储器 及接口电路等，在计算机家族里体积最小、价格最 便宜、应用非常普遍，一辆普通轿车里常常有几十 个单片机在工作。
工业控制计算机
工控机类似普通微机，但提高了 工作的可靠性，配备了用于工业控 制的输入输出接口，并特别加强了 针对工业环境的抗干扰措施。
可编程逻辑控制器
反馈信号
计算机
反馈信号
控制信号
受控设备1
受控设备2
控制信号
…
受控设备N
第二阶段：单机控制
一台计算机只控制一台 机器或设备，主要优点是 控制风险小。这种方式在 今天也很常见，如冰箱、 空调 、电饭煲的控制等。
计算机
反馈信号 控制信号
受控设备
第三阶段：分散控制
对于多台相互关联的机器或设备，每台机器或 设备都单独用一个数控装置来控制（单机控制方 式），但与上层的协调和管理计算机有信息交互， 属于网络化的控制系统。
（1）30年代末40年代初，出现气动仪表，价格便宜， 结构简单，特别对石油化工等易燃易爆的生产现场， 具有本质性的安全防爆性能。尤其是统一了压力信号， 有远程发送仪器可以远传，如此能在控制室读数，可 以实现在控制室进行检测、记录和控制。
（2）50年代出现了电动式组合仪表。传输速度快。
上述器件所构成的控制装置只能实现模拟控制，改 变控制方法或控制参数就得更换相应的硬件，而且 很多复杂一点的控制方法还无法实现或实现起来很 困难；
2）每一个参考输入对应于相应的固定工作状态。 •缺点：若系统存在较大干扰，则很难完成既定的控制任务 •适用范围： 1）输入输出关系已知；2）控制精度要求不高； 3）干扰影响不大。

二、闭环控制系统（反馈控制系统，单回路控制系统） （最基本的控制方式，应用最广泛的控制方式）
控制装置与被控对象之间不仅存在顺向（正向）作用， 还存在反馈作用。 •特点： 系统输出量对系统的控制作用有直接影响； •优点：不管什么扰动引起被控参数变化，都会产生控制作
3、单元组合式仪表
根据控制系统各组成环节的不同功能和不同使用要 求，将仪表做成能实现一定功能的独立仪表（称为单 元），各个仪表之间用统一的标准信号进行联系。
单元组合仪表克服了基地式仪表结构不够灵活的缺 点。将各种单元进行不同的组合，可以灵活第构成多 种多样、适用于各种不同场合需要的自动检测或控制 系统。
第二讲 自动控制技术
想法（目标）要有办法来实现。
自动控制的两个组成部分
自动控制
自动控制理论 自动控制技术
自动控制理论是分析和设计自动控制 系统的工具和基础，相当于“软件”； 自动控制技术则着重在控制系统的硬件 实现方面
2.1 基本控制方案
一、开环控制系统（最简单的控制方式） 控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系。 •特点： 1）系统输出量对系统的控制作用没有影响；
数字信号处理器
（ Digital Signal Processor，简称“DSP” ）
DSP的计算和处理功能相当强大，早期主要用 于信号处理领域，价格也较昂贵，但随着计算机技 术的发展，价格不断降低，因而近年来在控制领域 的应用也越来越多
计算机控制方式的演变
第一阶段：集中控制
用一台计算机同时控制多台机器或设备，轮流采集反馈 信息，计算出所需要的控制量后轮流输出给每台机器或设 备，属于“分时控制”，主要缺点是可靠性差。
早期的自动控制只能依靠简单的机械装置、气动 机构、液压传动装置等；
随着电的发明，很多电气、电子元器件及设备相 继问世，继电器、接触器、电阻、电容、电感、 电位器、放大器等陆续应用于自动控制系统，使 控制性能得到提升；
1、机械控制装置：瓦特发明的飞球调速器；希腊人 发明的庙门自动开启装置，等。
2、作为自动化仪表的控制装置，最早出现与20世纪 30年代，主要用于化工、石油、热能动力和冶金， 当时称为热工仪表，工作方式为机械式或液动式，体 积比较大，只能实现就地显示、记录和简单的控制。 又被称为基地式仪表，功能限于单回路控制。
现代计算机控制系统：管控一体化
一个生产企业往往可能同时采用了好几种网络 化的控制系统，并与管理系统连为一体，实现 无缝衔接。
用去消除偏差；
三、扰动补偿控制，也称为“前馈控制” 在扰动影响被控量之前补偿其作用。
四、复合控制 复合控制系统中的补偿控制(前馈控制)能及时地抵消
可测扰动量对被控量的不利影响，而反馈控制能保证系 统的高精度。这是一种得到广泛应用的控制形式。
2.2 自动控制技术
自动控制技术的发展取决于每个阶段应用技术所 能达到的水平；
（ Programmable Logic Controller，简称“PLC”）
PLC包含了逻辑运算、顺序控制、算术运算及定时和计 数等功能，是专为工业环境下的应用而设计的，早期主要 用于逻辑及顺序控制，以取代传统的继电器控制，后来又 增加了连续的反馈调节功能，并具有联网和通信功能，应 用范围越来越广。
计算机的出现从根本上改变了自动控制的实现方式， 控制方法和控制参数在计算机里只是一组程序（称 为“控制算法”），修改很方便，而且无论控制算 法简单还是复杂，都一样可以实现，因此计算机在 控制领域迅速推广和普及；
常用的数字化控制装置包括单片机、工业控制计算 机、可编程逻辑控制器、数字信号处理器等。
典型例子有：
计算机集成制造系统 CIMS （Computer Integrated Manufacturing System） 集散控制系统 DCS （Distributed Control System） 现场总线控制系统 FCS （Fieldbus Control System）
一种网络化的现场总线控制系统