هدف از كنترل، تنظیم فرایند درشرایط مورد نظر است. در آغاز سیستمهای كنترلیِ صنعتی، عموماً سیستمهای نیوماتیك ( بادی) بودند كه هم برای انتقال فرمان ها (سیگنال ها) و هم برای تنظیم شیركنترل مورد استفاده قرار می گرفتند. برخی مفاهیم اساسی در بحث كنترل عبارتند از: متغیرهای كنترلی، مقایسه، كنترلر،فرمان، فرایند، پس خور، اغتشاش و بار، حالت یكنواخت و تاخیر زمانی می باشد. در بحث طراحی كنترلر یكی از مهمترین قسمت ها بررسی پایداری سیستم می باشد . یك سیستم هنگامی پایدار است كه اگر یك ورودی محدود به سیستم وارد شود پس از مدت زمان معینی خروجی محدود بماند. روش های مهم در طراحی كنترلر را می توان بدین ترتیب تقسیم كرد: سیستم مدار بسته ، كنترل پیش خور ،كنترلر ”Feed Forward/Feed Back“، كنترل زنجیره ای. مقدمه: سیر تحولات سیستمهای كنترلی : در آغاز سیستمهای كنترلیِ صنعتی، عموماً سیستمهای نیوماتیك( بادی) بودند كه هم برای انتقال فرمان ها (سیگنال ها) و هم برای تنظیم شیركنترل مورد استفاده قرار می گرفتند. سیگنالهای نیوماتیك همگی فشاری هستند و با فشاری بین 3 تا 15 psi قادر به تنظیم فرمانها می باشند. سیستمهای نیوماتیك با وجود ایمنی زیاد( به خاطر استفاده از هوا) دارای مشكلات فراوانی می باشند . زیرا تمامی قسمتهای سیستم مكانیكی هستند و اصطكاك زیاد و به هم خوردن كالیبراسیون همواره برای واحدهای صنعتی ایجاد مشكل می كنند. مشكل مهم این سیستمها هنگام انتقال سیگنالها و (فرمانها) از قسمت دستگاهها تا اتاق كنترل می باشد كه زمان طولانی احتیاج دارد و مشكلات زیادی برای كنترل سیستم به وجود می آورد. در دهه 60 به علت مشكلات به وجود آمده توسط سیستمهای كنترلی بادی و همگام با گسترش صنایع الكترونیكی مهندسان به استفاده بیشتر از تجهیزات الكتریكی روی آوردند . در این زمان با استفاده از قطعات الكترونیكی مثل مقاومت، دیود و سلف تواستند سیگنالهای الكتریكی را جهت تنظیم و كنترل به كار گیرند . مزایای استفاده از چنین سیستمهایی عبارتند از: ارزانتر بودن نسبت به سیستمهای نیوماتیك نداشتن تاخیر زمانی با وجود این مزیتهای مهم به علت مسائل ایمنی، در ابتدا این صنعت زیاد مورد استقبال قرار نگرفت . اما مشكل جرقه زدن با استفاده از short circuit حل شد و پس از آن به سرعت وارد صنعت گردید. در این زمان شیرهای كنترلی جدیدی به نام شیرهای موتوری وارد بازار شدند كه دقت زیادی داشتند اما به علت دینامیك كند مورد استقبال قرار نگرفتند. عمدتاً ثابت زمانی شیرهای كنترلی موتوری در حد چند دقیقه می باشد در حالیكه ثابت زمانی شیرهای كنترلی بادی در حد چند ثانیه می باشد. با توجه به دینامیك سریع شیركنترل های بادی و مزایای سیستمهای كنترل الكترونیكی در این دهه دستگاهی به نام I to P convector به بازار عرضه شد. I to P این اجازه را به طراح می دهد كه تا سر شیر كنترل تمامی فرمانها الكترونیكی باشند و درست در بالای شیر كنترل با استفاده از یك I to P این فرمانهای الكتریكی به فركانسهای نیوماتیك تبدیل می گردند. در دهه 70 عمده تحولات در بخش كنترل به وجود آمد و پس از مدتی وسایل انداره گیری پیشرفته نیز عرضه شد. این بار میكروپروسسور به جای قطعات الكتریكی همچون مقاومت دیود و سلف به كار گرفته شد . مزایای میكروپروسسور عبارتند از: ارزانتر بودن قابلیت محاسبه با سرعت بسیار زیاد به كارگیری تنظیم كننده خودكار (Auto tuner mode) شكل 1 - اتاق كنترل یك سیستم كنترلی دیجیتال در دهه 80 با استفاده از یك كامپیوتر قوی تحول عمده ای در صنعت كنترل صورت گرفت . تا قبل از استفاده از سیستم های DCS هر حلقه كنترلی با یك میكروپروسسور كنترل می شد اما پس از ابداع DCS كل plant با استفاده از یك میكروپروسسور قوی كنترل می شود. تنها مشكل DCS این است كه اگر میكروپروسسور از كار بیفتد تمامی plant به تبع آن از كار می افتد . در نیمه این دهه با قسمت كردن plant تا حدود زیادی مشكل حل شد اما از آنجا كه هر قسمت یك میكروپروسسور لازم دارد، هزینه كنترل بالا رفت. امروزه جهت مقابله با این مشكل از دو میكروپروسسور به صورت موازی استفاده می شود. یعنی كل plant با دو میكروپروسسور كنترل می شود. این عمل بدین صورت است كه هر دو میكروپروسسور ورودی دارند و محاسبات را همزمان انجام می دهند اما تنها یكی از این دو خروجی دارد و دیگری در حالت آماده به كار (Stand By) می باشد تا اگر میكروپروسسور اول از كار افتاد (fail كرد) سریعا دومی در همان لحظه وارد عمل گردد. شكل 2 - نمایی از نحوه كنترل فرآیند توسط سیستم DCS شكل 3- اتاق كنترل یك سیستم
