Sistemele de control din secolul 21 vor integra rețelele și controlul. Cercetarea privind sistemele de control în rețea (NCS) a devenit unul dintre subiectele-de vârf în domeniul automatizării. Încorporarea rețelelor de comunicații ca componentă în sistemele de control a îmbogățit în mod semnificativ tehnologiile și metodologiile de control industrial, ducând la schimbări substanțiale în arhitectura sistemului, metodele de control și abordările de colaborare uman-mașină între sistemele de automatizare și sistemele de control industrial. Această integrare introduce, de asemenea, noi provocări, cum ar fi cuplarea între control și comunicare, latența și programarea informațiilor. metode, moduri de control distribuit și erori.
Odată cu apariția acestor noi provocări, metodele și algoritmii de control din cadrul teoriei controlului automat în medii în rețea necesită inovare continuă. Conduse de progresele în tehnologia computerelor, tehnologia comunicațiilor și tehnologia rețelelor, domeniile tradiționale de control evoluează către abordări în rețea. Un sistem de control în rețea (NCS) se referă la un sistem de control în care componentele din bucla de control schimbă date printr-o rețea de comunicații. Caracteristica sa definitorie este că comenzile de control și feedback-ul sunt transmise prin rețea sub formă de pachete. Cea mai semnificativă caracteristică a sistemelor de control în rețea este integrarea lor a spațiului cibernetic și spațiului fizic, permițând executarea a numeroase sarcini pe distanțe lungi.
În plus, semnalele din sistemele de control în rețea sunt transmise prin rețele partajate (și cablare), eliminând cablarea inutilă, reducând complexitatea sistemului și scăzând costurile asociate cu proiectarea și instalarea sistemului. Adăugarea de senzori, controlere sau actuatoare pentru a ajusta sau actualiza sistemul poate fi realizată la un cost mai mic fără a modifica arhitectura principală a sistemului. Cea mai mare caracteristică a sistemelor de control în rețea este că controlorii pot partaja eficient datele, permițând integrarea informațiilor generale în spații fizice mari pentru a lua decizii inteligente.
Sistemele de control în rețea găsesc aplicații în numeroase domenii, inclusiv explorarea spațiului și terenurilor, accesul și operațiunile în zone periculoase, automatizarea fabricilor, diagnosticarea și depanarea la distanță, echipamente experimentale, robotică domestică, aeronave, vehicule, monitorizare fabrică, facilități de îngrijire și operațiuni la distanță. Deși sistemele de control în rețea au, teoretic, o aplicabilitate largă, implementările practice au fost limitate până când conceptul de Industrie 4.0 a câștigat proeminență, ridicând treptat importanța acestei tehnologii.
În primul rând, domeniile tradiționale de control sunt supuse unei transformări fără precedent, trecând spre arhitecturi în rețea. Structurile sistemelor de control au evoluat de la sisteme de control centralizate pe computer (CCS) la sisteme de control distribuite de a doua-generație (DCS) și mai departe la sisteme de control fieldbus (FCS). Cererile de-transmisie de mare viteză a volumelor mari de date, cum ar fi semnalele de imagine și voce, au determinat, de asemenea, integrarea rețelelor Ethernet industriale și de control.
În al doilea rând, această tendință către sistemele de control industrial în rețea integrează tehnologii populare, cum ar fi sistemele încorporate, interconectivitate cu mai multe-rețele industriale standard și comunicații fără fir. Această convergență extinde spațiul de dezvoltare pentru controlul industrial și creează noi oportunități. Cu toate acestea, cea mai critică provocare pentru sistemele de control distribuite în rețea este îndeplinirea cerințelor stricte de fiabilitate și dependență a sistemului, asigurând în același timp performanțe ridicate pe întreaga gamă operațională-o complexitate care continuă să crească. În consecință, tehnologiile de detectare și diagnosticare a erorilor în rețea câștigă o atenție din ce în ce mai mare, formând nucleul performanței sistemului de monitorizare în scenarii industriale și similare.
Avansarea industrializării prin tehnologia informației oferă o garanție solidă pentru o dezvoltare economică rapidă susținută și servește drept mijloc vital pentru transformarea structurilor industriale tradiționale. Ca reprezentant al tehnologiei informației, integrarea tehnologiei de rețea cu sistemele de control industrial va crește semnificativ capacitățile sistemului de control. Acesta va transforma structurile relativ închise de gestionare a informațiilor de întreprindere ale sistemelor de control industrial existente, adaptându-se la nevoile de gestionare a automatizării integrate-întreprinderii moderne. Tehnologia rețelelor a condus la o transformare structurală în sistemele tradiționale de control industrial.
Semnificația sa constă în integrarea magistralelor de teren, Ethernet, diverse interconexiuni de rețele de control industrial, tehnologii încorporate și tehnologii de comunicație fără fir. În cadrul rețelelor de control industrial, acest lucru nu numai că asigură stabilitatea inițială și cerințele de control-în timp real, dar îmbunătățește și deschiderea și interoperabilitatea sistemului, îmbunătățind în același timp adaptabilitatea la diverse medii. În epoca actuală a globalizării economice, această rețea de sistem de control industrial și modelul său de configurare permit întreprinderilor să se adapteze la o concurență acerbă de piață fără precedent. Facilitează dezvoltarea accelerată de noi produse, reducerea costurilor de producție și îmbunătățirea serviciilor de informare, prezentând perspective largi de dezvoltare.