自动化可以被定义为在没有人工协助的情况下执行过程或程序的技术。
换句话说，自动化或自动控制就是使用各种控制系统来操作设备，例如机械，工厂过程，锅炉和热处理炉，电话网络切换，船舶转向和稳定，飞机和其他应用程序和车辆减少或减少人为干预。一些进程已经完全自动化。
自动化通过各种方式实现，包括机械，液压，气动，电气，电子设备和计算机，通常组合使用。复杂的系统，如现代工厂，飞机和船舶通常使用所有这些组合技术。自动化的好处包括节省劳动力，节省电力成本，节省材料成本以及提高质量和精度。
自动化这个术语受早期自动机的启发，在福特成立自动化部门之前并未广泛使用。正是在这段时间里，工业界正在迅速采用在20世纪30年代引入的反馈控制器。
开环和闭环（反馈）控制
基本上，有两种控制回路; 开环控制和闭环（反馈）控制。在开环控制中，来自控制器的控制动作独立于“过程输出”（或“受控过程变量”）。
一个很好的例子就是一个集中供热锅炉，只有一个定时器才能控制，因此无论建筑物的温度如何，热量都会持续一段时间。（控制动作是锅炉的开启/关闭，过程输出是建筑物温度）。
在闭环控制中，控制器的控制动作取决于过程输出。在锅炉类比的情况下，这将包括用于监测建筑物温度的恒温器，并由此反馈信号以确保控制器将建筑物维持在恒温器上设定的温度。闭环控制器因此具有反馈回路，该回路确保控制器施加控制动作以给出与“参考输入”或“设定点”相同的过程输出。为此，闭环控制器也称为反馈控制器。
闭环控制系统是具有监控反馈的控制系统，由该反馈形成的偏差信号被用于控制最终控制元件的动作，使得倾向于将偏差减小到零。
同样，反馈控制系统是一种通过比较这些变量的函数并将差值用作控制手段来趋于保持一个系统变量与另一个系统变量的规定关系的系统。
使制造业，飞机，通讯和其他行业发生革命化的先进自动化类型是反馈控制，通常是连续的，包括使用传感器进行测量并进行计算调整，以将测量变量保持在设定范围内。闭环自动化的理论基础是控制理论。
控制动作
控制动作是控制器输出动作的形式。
离散控制（开/关）
最简单的控制类型之一是开关控制。一个例子是家用电器上使用的恒温器，其打开或关闭电触点。（恒温器最初是作为真正的反馈控制机制开发的，而不是普通的家用电器恒温器。）
顺序控制，其中执行经编程的离散操作序列，通常基于涉及系统状态的系统逻辑。电梯控制系统是顺序控制的一个例子。
PID控制器
甲比例-积分-微分控制器（PID控制器）为控制环 反馈机构（控制器）广泛用于工业控制系统。
PID控制器连续计算错误值作为期望的设定值与测量的过程变量之间的差值，并分别应用基于比例，积分和微分项的校正（有时表示为P，I和D），其名称与控制器类型相对应。
理论上的理解和应用可以追溯到20世纪20年代，几乎所有的模拟控制系统都实现了。最初在机械控制器中，然后使用分立电子器件，最后在工业处理计算机中使用。
图：框图中的反馈回路中，r（PID控制器的吨）是期望的过程的值或“设定点”，和y（吨）是所测得的过程值。
顺序控制和逻辑顺序或系统状态控制
顺序控制可以是固定顺序，也可以是逻辑顺序，根据不同的系统状态执行不同的操作。一个可调整的但是另外固定的序列的例子是草坪洒水器上的定时器。
各国指的是系统使用或顺序情景中可能出现的各种情况。例子：电梯，它根据系统状态使用逻辑来响应其状态和操作员输入来执行某些操作。例如，如果操作员按下地板n按钮，则系统将根据电梯是停止还是移动，上升或下降，或门是打开还是关闭以及其他情况而作出响应。
顺序控制的早期发展是继电器逻辑，通过该继电器接合电触点，该电触点启动或中断设备的电力。继电器在开发用于控制其他设备之前首先用于电报网络，例如在启动和停止工业级电动机或开关电磁阀时。使用继电器进行控制可以实现事件驱动的控制，即响应外部事件，可以按顺序触发操作。这些响应比刚性单序列凸轮定时器更灵活。更复杂的例子涉及维护安全顺序的设备，如摆动桥控制装置，其中需要在桥可移动之前释放锁栓，并且在安全门已经关闭之前不能释放锁栓。
在一些工厂中，继电器，凸轮计时器和鼓音序器的总数可以达到数百甚至数千。需要早期的编程技术和语言来使这种系统易于管理，其中第一个是梯形逻辑，其中互连继电器的图表与梯子的梯级相似。称为可编程逻辑控制器的特殊计算机后来被设计成用单个更容易重新编程的单元代替这些硬件集合。
在一个典型的有线电机启动和停止电路（称为控制电路）通过按动启动一对继电器的“启动”或“运行”按钮启动电动机。“锁定”继电器锁定触点，使按钮释放时控制电路保持通电。（启动按钮是一个常开触点，停止按钮是常闭触点。）另一个继电器激励一个开关，该开关为主电源电路中引发电机启动开关的设备供电（三组工作电源触点） 。
大型电机使用高电压，体验高浪涌电流，使得速度在制造和断开接触方面非常重要。这对于使用手动开关的人员和财产可能是危险的。“锁定”通常互锁被添加到控制电路。假设这个例子中的电机正在驱动对润滑有严格要求的机器。在这种情况下，可以添加联锁装置以确保油泵在电机启动前运行。定时器，限位开关和电眼是控制电路中的其他常见元素。
电磁阀广泛用于压缩空气或液压流体，用于驱动机械部件上的执行器。虽然电机用于提供连续的旋转运动，但是对于间歇性地为机械部件创建有限范围的运动（例如移动各种机械臂，打开或关闭阀门，提升重压辊，向压力机施加压力），致动器通常是更好的选择。
计算机控制
计算机可以执行顺序控制和反馈控制，通常单台计算机都可以在工业应用中使用。可编程逻辑控制器（PLC）是一种专用微处理器，它取代了许多硬件组件，如继电器逻辑类型系统中使用的定时器和鼓定序器。通用过程控制计算机已经越来越多地取代了独立控制器，而单台计算机能够执行数百个控制器的操作。过程控制计算机可以处理来自PLC，仪表和控制器网络的数据，以实现许多单个变量的典型（如PID）控制，或者在某些情况下实现复杂的控制算法使用多个输入和数学操作。他们还可以分析数据并为操作员创建实时图形显示，并为操作员，工程师和管理人员运行报告。
一个的控制自动取款机（ATM）是一种交互式过程，其中，计算机将执行基于从一个联网数据库检索到的信息的用户选择一个逻辑导出响应的一个例子。ATM过程与其他在线交易过程相似。不同的逻辑回应称为情景。这些过程通常是借助用例和流程图来设计的，这些用例和流程图指导了软件代码的编写。
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