Systemy sterowania w XXI wieku będą integrować sieci i sterowanie. Badania nad sieciowymi systemami sterowania (NCS) stały się jednym z-nowoczesnych tematów w dziedzinie automatyzacji. Osadzanie sieci komunikacyjnych jako elementu systemów sterowania znacznie wzbogaciło technologie i metodologie sterowania przemysłowego, prowadząc do istotnych zmian w architekturze systemu, metodach sterowania i podejściu do współpracy człowiek-maszyna pomiędzy systemami automatyki a przemysłowymi systemami sterowania. Integracja ta stwarza także nowe wyzwania, takie jak powiązanie sterowania z komunikacją, opóźnienia i planowanie informacji. metody, rozproszone tryby sterowania i błędy.
Wraz z pojawieniem się tych nowych wyzwań, metody i algorytmy sterowania w teorii automatycznego sterowania w środowiskach sieciowych wymagają ciągłych innowacji. Kierując się postępem w technologii komputerowej, technologii komunikacyjnej i technologii sieciowej, tradycyjne domeny kontrolne ewoluują w kierunku podejść sieciowych. Sieciowy system sterowania (NCS) odnosi się do systemu sterowania, w którym elementy pętli sterowania wymieniają dane za pośrednictwem sieci komunikacyjnej. Jego cechą charakterystyczną jest to, że polecenia sterujące i informacje zwrotne są przesyłane przez sieć w formie pakietu. Najważniejszą cechą sieciowych systemów sterowania jest integracja cyberprzestrzeni i przestrzeni fizycznej, umożliwiająca realizację wielu zadań na duże odległości.
Co więcej, sygnały w połączonych w sieć systemach sterowania są przesyłane za pośrednictwem współdzielonych sieci (i okablowania), co eliminuje niepotrzebne okablowanie, zmniejsza złożoność systemu i obniża koszty związane z projektowaniem i instalacją systemu. Dodawanie czujników, sterowników lub siłowników w celu regulacji lub aktualizacji systemu można osiągnąć niższym kosztem bez zmiany głównej architektury systemu. Największą cechą sieciowych systemów sterowania jest to, że sterowniki mogą efektywnie udostępniać dane, umożliwiając integrację ogólnych informacji w dużych przestrzeniach fizycznych w celu podejmowania inteligentnych decyzji.
Sieciowe systemy sterowania znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach, w tym w eksploracji kosmosu i lądu, dostępie do obszarów niebezpiecznych i operacjach, automatyzacji fabryk, zdalnej diagnostyce i rozwiązywaniu problemów, sprzęcie eksperymentalnym, robotyce domowej, samolotach, pojazdach, monitorowaniu fabryk, obiektach opieki i operacjach zdalnych. Chociaż sieciowe systemy sterowania mają teoretycznie szerokie zastosowanie, praktyczne wdrożenia były ograniczone, dopóki koncepcja Przemysłu 4.0 nie zyskała na znaczeniu, stopniowo podnosząc znaczenie tej technologii.
Po pierwsze, tradycyjne domeny kontrolne przechodzą bezprecedensową transformację, przesuwając się w stronę architektur sieciowych. Struktury systemów sterowania ewoluowały od scentralizowanych komputerowych systemów sterowania (CCS) do rozproszonych systemów sterowania drugiej-generacji (DCS), a następnie do systemów sterowania z magistralą polową (FCS). Zapotrzebowanie na-szybką transmisję dużych ilości danych, takich jak sygnały obrazu i głosu, również przyczyniło się do integracji przemysłowego Ethernetu i sieci sterujących.
Po drugie, ten trend w kierunku sieciowych systemów sterowania przemysłowego integruje popularne technologie, takie jak systemy wbudowane, wielo-standardowe połączenia sieci przemysłowych i komunikację bezprzewodową. Ta konwergencja poszerza przestrzeń rozwoju kontroli przemysłowej i stwarza nowe możliwości. Jednak najważniejszym wyzwaniem dla rozproszonych, sieciowych systemów sterowania jest spełnienie rygorystycznych wymagań dotyczących niezawodności i zależności systemu, przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej wydajności w całym zakresie operacyjnym-, co stanowi stale rosnącą złożoność. W związku z tym coraz większą uwagę przyciągają technologie sieciowego wykrywania błędów i diagnostyki, które stanowią podstawę wydajności systemów monitorowania w scenariuszach przemysłowych i podobnych.
Postęp industrializacji dzięki technologii informacyjnej stanowi solidną gwarancję trwałego, szybkiego rozwoju gospodarczego i służy jako istotny środek transformacji tradycyjnych struktur przemysłowych. Jako przedstawiciel technologii informatycznych, integracja technologii sieciowej z przemysłowymi systemami sterowania znacznie podniesie możliwości systemów sterowania. Przekształci stosunkowo zamknięte struktury zarządzania informacjami w przedsiębiorstwie w istniejących przemysłowych systemach sterowania, dostosowując się do potrzeb nowoczesnego, zintegrowanego zarządzania automatyką w całym przedsiębiorstwie. Technologia sieciowa spowodowała transformację strukturalną tradycyjnych przemysłowych systemów sterowania.
Jego znaczenie polega na integracji magistral polowych, Ethernetu, różnych połączeń sieci sterowania przemysłowego, technologii wbudowanych i technologii komunikacji bezprzewodowej. W przemysłowych sieciach sterowania nie tylko zapewnia to pierwotną stabilność i-wymagania dotyczące kontroli w czasie rzeczywistym, ale także zwiększa otwartość i interoperacyjność systemu, poprawiając jednocześnie możliwość dostosowania do różnorodnych środowisk. W dzisiejszej epoce globalizacji gospodarczej ta przemysłowa sieć systemów sterowania i jej model konfiguracji umożliwiają przedsiębiorstwom dostosowanie się do niespotykanie ostrej konkurencji rynkowej. Umożliwia przyspieszenie rozwoju nowych produktów, obniżenie kosztów produkcji i usprawnienie usług informacyjnych, dając szerokie perspektywy rozwoju.