工厂自动化的发展可以追溯到20世纪40年代开始。在那个时候，人們开始使用分散式测量仪表和控制装置，进行单参数自动调节,取代了传统的手工操作。
50年代，人们开始把检测与控制仪表集中在中央控制室,实行车间集中控制,一些工厂企业初步实现了检测仪表化和局部自动化．这一阶段,过程控制系统结构绝大多数还是单输入单输出系统,受控变量主要是温度、压力、流量和液位四种参数,控制的目的是保持這些参数的稳定,消除或减少对生产过程的干扰影响．而过程控制系统采用的方法是经典控制理论中的频率法和轨迹法,主要解决了单输入单输出系统的常值控制和系统综合控制问题．
60年代,工业生产的不断发展,工厂自动化程度大大提高。在自动化仪表方面,开始大量采用单元组合仪表．为了满足定型、灵活、多功能等要求,还出现了组装仪表,以适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统需要．与此同时,开始采用电子计算机对大型设备,如大型蒸馏塔、大型轧钢机等,进行最优控制,实现了直接数字控制（DDC）及设定值控制（SPC）。在系统方面,出现了包括反馈和前馈的复合控制系统。在过程控制理论方面,除了仍采用经典控制理论解决实际生产过程中的问题外,现代控制理论也开始得到应用,控制系统由单变量系统转向复杂的多变量系统．在此期间,工厂企业实现了车间或大型装置的集中控制．
70—90年代,现代工业生产的迅猛发展,自动化仪表与硬件的开发,微计算机的问世,使生产过程自动化进入了新的高水平阶段。对整个工厂或整个工艺流程的集中控制,应用计算机系统进行多参数综合控制,或者用多台计算机对生产过程进行分级综合控制和参与经营管理,是这一阶段的主要特征。在新型自动化技术工具方面,开始采用微机控制的智能单元组合仪表,显示和调节仪表,以适应各种复杂控制系统的需要．现代控制理论中的状态反馈、最优控制和自适应控制等设计方法和特殊控制规律,在过程控制中得到了广泛应用,自动化技术呈现出一派欣欣向荣的新景象．
进入21世纪以来，“以人为本”、“节能环保”的观念深入人心，对工厂自动化提出了新的要求。随着计算机技术、无线技术、现场总线技术、工业以太网技术、IT技术、机器人技术，传感器技术以及安全技术等科学技术的不断发展与创新，工厂自动化发展到了新阶段，不断增加的功能集成提升了所有驱动技术中集散的智能化，保证这些设备在初次连接时能得到恰如其分的使用，并在系统中充分地发挥各自的优势。自动化制造商正不断增加整体模块在系统中的功能。这个功能是通过集成开发的通信接口、可靠的控制软件、统一的工程工具和各种创新的模拟工具。这些进步推动着项目规划和机械运转技术的发展，同时也不断降低着总成本。在未来，“无线工厂”、“数字化工厂”、“绿色工厂”将成为人们追求的目标，控制技术和传感器也将越来越大程度地主宰新生代的工厂和机器。