工業自動化(IA)設備的三大系統結構及其功能要素
工業自動化(IA)是一個集成的、靈活的、低成本的系統平臺，由各種設備和組件組成。這些設備和組件執行與工業過程相關的各種功能，例如傳感、控制、監督和監控。下圖是工業自動化的結構，描述了IA的各種功能要素。
1、傳感和執行元件
傳感器或感測元件轉換的物理過程變量，諸如流量，壓力，溫度等轉換成電或氣動形式。各種傳感器包括熱電偶、電阻溫度檢測器(RTD)、應變計等。來自這些傳感器的信號用于處理、分析和決策，以產生控制輸出。通過將當前感測到的過程變量與設定值進行比較，實施各種控制技術以產生所需的輸出。
最后，控制器產生計算輸出，并作為電氣或氣動信號輸入應用于執行元件。執行器將電氣或氣動信號轉換為物理過程變量。一些執行器包括控制閥、繼電器、電機等。一類特殊的儀表是智能儀表，它是具有與現場總線通信能力的傳感或執行元件的集成系統。這些智能設備由內部信號調節電路組成，便于直接連接到工業總線系統中的通信鏈路。
2、控制系統元件
這些是基于微處理器的電子控制器或簡單的工業計算機，它們接受來自各種傳感器的信號以及來自監控系統或人類操作員的命令信號。這些控制器可以是連續控制系統或順序/邏輯控制，這取決于控制性質的結構。控制器處理傳感值和監控值，并取決于控制結構，它向各種執行設備產生控制輸出。
自動化系統中使用的一種現代類型的控制設備是可編程邏輯控制器(PLC)。PLC帶有專用軟件，因此能夠對其進行編程以執行相應的控制操作。PLC具有堅固耐用的CPU、數字I/O、模擬I/O和通信模塊，因此它們可以在工業環境條件下運行以控制各種過程參數。
人機界面或操作員界面是操作員的圖形界面，用于顯示過程信息，例如過程變量狀態、將結果記錄到數據庫、生成報警信號等。SCADA是遠程控制工業操作的圖形用戶界面之一.此外，分布式控制系統(DCS)為各種工業參數的圖形顯示提供了自己的HMI。
3、監督控制元素
監督控制對進一步控制較小子系統的自動控制器執行更高級別的控制。該級別的主要元素是過程站PC和人機界面。這些過程站PC負責設置點計算、性能監控、診斷、啟動、關閉和其他緊急操作等功能。
人機界面或操作員界面是操作員的圖形界面，用于顯示過程信息，例如過程變量狀態、將結果記錄到數據庫、生成報警信號等。SCADA是遠程控制工業操作的圖形用戶界面之一.此外，分布式控制系統(DCS)為各種工業參數的圖形顯示提供了自己的HMI。
