2005年，標志著DCS系統進入工業應用30周年。過去30年中DCS發展正好反映了過程自動化從專用技術和封閉系統走向商業化組件、標準現場網絡和基于Windows的操作系統。今天，DCS的結構體系已經從以系統為中心發展為以業務過程為重點，并幫助過程行業獲得卓越的運行效率。

現代過程自動化的歷史可以細分成5個界限清晰的階段：

（1）20世紀60年代～70年代初，以計算機集成制造（CIM）為中心的時代；
（2）20世紀70年代后期～80年代，以DCS系統為中心的時代，標志著計算機開始廣泛應用于過程自動化；
（3）20世紀80年代～90年代初，以網絡為中心的開放式系統時代，其特點是開放式網絡（如以太網）和開放式操作系統（OS）（如Unix）的大量進入。
（4）20世紀90年代后期，以應用為中心的過程自動化系統（PAS）的使用，這種系統涵蓋了更多的行業標準開放技術，如互聯網、XML和OPC等。
（5）20世紀90年代后期至現在，其特點是以業務為中心、基于模型的方法，強調通用工作流程和協作計算，具體也反映在ARC提出的協作過程自動化系統（CPAS）的新概念中。

以CIM為中心的時代

在20世紀60年代至70年代初的這10年里，自動控制從專用氣動和模塊化電子控制器發展到以微型計算機控制為主。微型計算機在制造業的使用之初被稱為計算機集成制造（CIM）。這個十年見證了軟件的快速發展、特別是通過軟件對模擬控制器進行模仿，以及對監測層的軟件控制、優化和模型建立等，尤其著名的是通過軟件實現模型預測性控制（MPC）和統計工藝控制(SPC)。而第一批數字批次控制系統也是在這個階段引入的。另外，將計算機作為共享的顯示工具并取代專用控制面板也是這個時代的標志。

DCS其實是在以CIM為中心的時代開始真正成形的。網絡化的模擬控制器第一次開始實現分布控制系統的功能。在此之前，過程控制采用的控制方法可稱為直接數字控制（DDC），即控制算法直接運行在與過程I/O點連接的過程計算機上。DDC在過程自動化中首次使用了對象技術，一種DCS系統的使能技術。

以系統為中心的時代

1975年引入的分布控制系統DCS標志著以系統為中心的時代的出現。霍尼韋爾和橫河公司幾乎在同一時間推出他們獨自開發的DCS，分別為TDC 2000和 CENTUM系統。這標志著一個時代的開始，此后，幾乎所有流程自動化供應商都推出了他們自己的分布式控制系統版本。

DCS時代的出現很大程度上是由于微型計算機的普及以及微處理器在過程控制流域里的應用擴展。以前，計算機已經通過整定點控制方式應用于過程自動化，計算機可以監控一系列的模擬控制器。微型計算機越來越廣泛的應用使得供應商可以將這種模式向前推進一步，讓微型計算機作為監控上位機，專門控制一些數字回路控制器，而讓基于陰極射線管（CRT）的顯示器作為可視化工作站，以文本和原始字符圖形方式提供過程顯示。全功能圖形用戶接口在當時還遠未達到可用的程度。

DCS模式的核心是一批控制功能模塊，最初由Foxboro公司推出。這種控制模塊是面向對象技術的最初體現之一，它們本身就包含了軟件代碼，從而能夠模仿模擬控制器硬件以控制零部件并執行過程控制中的基本任務，如實現PID算法。這種控制功能塊發展至今，仍然是DCS供應商采用的主要控制手段之一，而且在今天還得到諸如基金會現場總線FF等關鍵技術的支持。

控制器和上位監控計算機之間的數字通信是DCS的主要優點之一，人們的關注點適時地集中到網絡上，網絡可提供極其重要的通信線路，同時對于過程應用而言，通信網絡還必須包括一些特殊功能，如確定性和冗余功能等。因此，許多供應商采用了IEEE 802.4網絡連接標準，為進一步采用標準網絡技術奠定了基礎。可以看到，到后來當網絡信息技術進入過程自動化領域之后，以太網標志IEEE 802.3就很自然地替代了IEEE 802.4而成為控制局域網的主要通信方式。

以網絡為中心的時代

DCS將分布式智能帶進工廠，使得計算機和微處理器進入過程控制中。但是，DCS仍然未能提供統一工廠資源所需的廣度和開放性。在許多情況下，DCS僅僅替代了執行同樣功能的模擬控制器和控制面板顯示。這一點也反映在為定義制造運行管理關系而開發的普度參考模型(Perdue Reference Model)里，PRM模型后來成為今天ISA95標準的基礎。

從20世紀80年代起，用戶開始考慮拓展DCS的功能，而不僅將其作為基本的過程控制手段。人們相信，如果能夠實現開放性，讓更多的數據能夠在整個企業內分享，可能會帶來許多好處，但是，到底能夠有什么好處，只有少數人心中有數。提高DCS開放性的首批嘗試促成了當時占主要地位的操作系統——Unix被采用。Unix及其配套的TCP/IP網絡標準技術是（美國）國防部為解決國防部門信息開放性問題而開發的，而開放性問題也是過程工業正在設法解決的問題。

最后，供應商也開始紛紛采用基于以太網的網絡，同時添加上他們自己的專有協議層。完整的TCP/IP標準還沒有執行，但是，以太網的應用使得對象管理與全局數據訪問技術的實現第一次成為可能。20世紀80年代還出現了第一個PLC被納入DCS基礎架構中的過程。人們同時也開始強調擴大自動化系統范疇的重要意義。采用Unix和以太網網絡技術的第一家供應商是Foxboro公司，他們在1987年就推出了I/A系列的DCS系統。

以應用為中心的時代

20世紀80年代開始的開放性發展勢頭一直繼續到90年代，越來越多的人采用商業化的現成（COTS）零部件和IT標準。應該說，這段時間最大的發展是從Unix操作系統到微軟Windows操作系統的過渡。目前，只有在實時操作系統（RTOS）中仍然是Unix系統或專有操作系統占主導地位，而其他的非實時控制應用中，都開始過渡到Windows操作系統。

微軟對桌面計算機和服務器層面的滲透，帶來了諸如OPC一類技術的發展，這種技術現在已經成為行業的事實上的連接標準。互聯網技術也開始在自動化和DCS領域內留下自己的痕跡，多數DCS系統的HMI都支持互聯網的連接。類似于以網絡為中心的智能傳感器時代，HART協議在現場裝置連接中占據了主要地位，并為90年代上演的“現場總線大戰”鋪設了舞臺，使得互相競爭的總線組織紛紛為IEC現場總線標準下自己的定義。90年代末，這種技術的發展勢頭進一步加強，市場逐漸圍繞過程自動化應用最多的FF現場總線和Profibus PA總線鞏固下來。有些供應商從基礎做起，建造新系統，最大限度地利用現場總線的功能，如Emerson公司的DeltaV控制系統等。