Τα συστήματα ελέγχου στον 21ο αιώνα θα ενσωματώσουν τη δικτύωση και τον έλεγχο. Η έρευνα στα Δικτυωμένα Συστήματα Ελέγχου (NCS) έχει γίνει ένα από τα θέματα αιχμής-στον τομέα του αυτοματισμού. Η ενσωμάτωση δικτύων επικοινωνίας ως στοιχείου στα συστήματα ελέγχου έχει εμπλουτίσει σημαντικά τις τεχνολογίες και τις μεθοδολογίες βιομηχανικού ελέγχου, οδηγώντας σε ουσιαστικές αλλαγές στην αρχιτεκτονική του συστήματος, τις μεθόδους ελέγχου και τις προσεγγίσεις ανθρώπινων{4}}μηχανών μεταξύ συστημάτων αυτοματισμού και συστημάτων βιομηχανικού ελέγχου. Αυτή η ενοποίηση εισάγει επίσης νέες προκλήσεις, όπως η σύζευξη μεταξύ ελέγχου και επικοινωνίας, η καθυστέρηση και ο προγραμματισμός πληροφοριών. μεθόδους, κατανεμημένους τρόπους ελέγχου και σφάλματα.
Με την εμφάνιση αυτών των νέων προκλήσεων, οι μέθοδοι ελέγχου και οι αλγόριθμοι στη θεωρία του αυτόματου ελέγχου σε δικτυωμένα περιβάλλοντα απαιτούν συνεχή καινοτομία. Καθοδηγούμενοι από τις εξελίξεις στην τεχνολογία υπολογιστών, την τεχνολογία επικοινωνίας και την τεχνολογία δικτύου, οι παραδοσιακοί τομείς ελέγχου εξελίσσονται προς δικτυωμένες προσεγγίσεις. Το Σύστημα Ελέγχου Δικτύου (NCS) αναφέρεται σε ένα σύστημα ελέγχου όπου στοιχεία εντός του βρόχου ελέγχου ανταλλάσσουν δεδομένα μέσω ενός δικτύου επικοινωνίας. Το καθοριστικό του χαρακτηριστικό είναι ότι οι εντολές ελέγχου και η ανάδραση μεταδίδονται μέσω του δικτύου σε μορφή πακέτων. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό των δικτυωμένων συστημάτων ελέγχου είναι η ενσωμάτωσή τους στον κυβερνοχώρο και τον φυσικό χώρο, επιτρέποντας την εκτέλεση πολυάριθμων εργασιών σε μεγάλες αποστάσεις.
Επιπλέον, τα σήματα στα δικτυωμένα συστήματα ελέγχου μεταδίδονται μέσω κοινών δικτύων (και καλωδίωσης), εξαλείφοντας την περιττή καλωδίωση, μειώνοντας την πολυπλοκότητα του συστήματος και μειώνοντας το κόστος που σχετίζεται με το σχεδιασμό και την εγκατάσταση του συστήματος. Η προσθήκη αισθητήρων, ελεγκτών ή ενεργοποιητών για την προσαρμογή ή την ενημέρωση του συστήματος μπορεί να επιτευχθεί με χαμηλότερο κόστος χωρίς να αλλοιωθεί η κύρια αρχιτεκτονική του συστήματος. Το μεγαλύτερο χαρακτηριστικό των δικτυωμένων συστημάτων ελέγχου είναι ότι οι ελεγκτές μπορούν να μοιράζονται αποτελεσματικά δεδομένα, επιτρέποντας την ενοποίηση των συνολικών πληροφοριών σε μεγάλους φυσικούς χώρους για τη λήψη έξυπνων αποφάσεων.
Τα δικτυωμένα συστήματα ελέγχου βρίσκουν εφαρμογές σε πολλούς τομείς, όπως εξερεύνηση διαστήματος και γης, πρόσβαση και λειτουργίες επικίνδυνων περιοχών, αυτοματισμός εργοστασίων, απομακρυσμένη διάγνωση και αντιμετώπιση προβλημάτων, πειραματικός εξοπλισμός, οικιακή ρομποτική, αεροσκάφη, οχήματα, παρακολούθηση εργοστασίων, εγκαταστάσεις φροντίδας και απομακρυσμένες λειτουργίες. Αν και τα δικτυωμένα συστήματα ελέγχου θεωρητικά έχουν ευρεία εφαρμογή, οι πρακτικές εφαρμογές ήταν περιορισμένες έως ότου η έννοια του Industry 4.0 απέκτησε εξέχουσα θέση, αυξάνοντας σταδιακά τη σημασία αυτής της τεχνολογίας.
Πρώτον, οι παραδοσιακοί τομείς ελέγχου υφίστανται άνευ προηγουμένου μετασχηματισμό, μετατοπιζόμενοι προς δικτυωμένες αρχιτεκτονικές. Οι δομές συστημάτων ελέγχου έχουν εξελιχθεί από κεντρικά συστήματα ελέγχου υπολογιστών (CCS) σε συστήματα κατανεμημένου ελέγχου δεύτερης{{1} γενιάς (DCS) και περαιτέρω σε συστήματα ελέγχου fieldbus (FCS). Οι απαιτήσεις για μετάδοση υψηλής{3}}ταχύτητας μεγάλων όγκων δεδομένων, όπως σήματα εικόνας και φωνής, έχουν επίσης οδηγήσει στην ενοποίηση των βιομηχανικών δικτύων Ethernet και ελέγχου.
Δεύτερον, αυτή η τάση προς δικτυωμένα βιομηχανικά συστήματα ελέγχου ενσωματώνει δημοφιλείς τεχνολογίες όπως ενσωματωμένα συστήματα, πολυ-τυποποιημένη διασυνδεσιμότητα βιομηχανικών δικτύων και ασύρματες επικοινωνίες. Αυτή η σύγκλιση διευρύνει τον αναπτυξιακό χώρο για βιομηχανικό έλεγχο και δημιουργεί νέες ευκαιρίες. Ωστόσο, η πιο κρίσιμη πρόκληση για τα κατανεμημένα δικτυωμένα συστήματα ελέγχου είναι η εκπλήρωση αυστηρών απαιτήσεων για την αξιοπιστία και την εξάρτηση του συστήματος, διασφαλίζοντας παράλληλα υψηλή απόδοση σε ολόκληρο το λειτουργικό εύρος-μια πολυπλοκότητα που συνεχίζει να αυξάνεται. Κατά συνέπεια, οι δικτυωμένες τεχνολογίες ανίχνευσης σφαλμάτων και διάγνωσης κερδίζουν αυξανόμενη προσοχή, αποτελώντας τον πυρήνα της απόδοσης του συστήματος παρακολούθησης σε βιομηχανικά και παρόμοια σενάρια.
Η προώθηση της εκβιομηχάνισης μέσω της τεχνολογίας των πληροφοριών παρέχει μια ισχυρή εγγύηση για βιώσιμη ταχεία οικονομική ανάπτυξη και χρησιμεύει ως ζωτικό μέσο για τον μετασχηματισμό των παραδοσιακών βιομηχανικών δομών. Ως εκπρόσωπος της τεχνολογίας των πληροφοριών, η ενοποίηση της τεχνολογίας δικτύωσης με συστήματα βιομηχανικού ελέγχου θα αυξήσει σημαντικά τις δυνατότητες των συστημάτων ελέγχου. Θα μεταμορφώσει τις σχετικά κλειστές δομές διαχείρισης εταιρικών πληροφοριών των υφιστάμενων συστημάτων βιομηχανικού ελέγχου, προσαρμόζοντας τις ανάγκες της σύγχρονης εταιρικής-ολοκληρωμένης διαχείρισης αυτοματισμού. Η τεχνολογία δικτύου έχει οδηγήσει σε δομικό μετασχηματισμό στα παραδοσιακά βιομηχανικά συστήματα ελέγχου.
Η σημασία του έγκειται στην ενσωμάτωση fieldbus, Ethernet, διαφόρων διασυνδέσεων δικτύων βιομηχανικού ελέγχου, ενσωματωμένων τεχνολογιών και τεχνολογιών ασύρματης επικοινωνίας. Στα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου, αυτό όχι μόνο διασφαλίζει την αρχική σταθερότητα και τις απαιτήσεις ελέγχου σε πραγματικό χρόνο-αλλά επίσης ενισχύει το άνοιγμα και τη διαλειτουργικότητα του συστήματος ενώ βελτιώνει την προσαρμοστικότητα σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Στη σημερινή εποχή της οικονομικής παγκοσμιοποίησης, αυτό το δίκτυο συστημάτων βιομηχανικού ελέγχου και το μοντέλο διαμόρφωσής του επιτρέπουν στις επιχειρήσεις να προσαρμοστούν στον πρωτοφανή έντονο ανταγωνισμό της αγοράς. Διευκολύνει την επιτάχυνση της ανάπτυξης νέων προϊόντων, το μειωμένο κόστος παραγωγής και τις βελτιωμένες υπηρεσίες πληροφόρησης, παρουσιάζοντας ευρείες προοπτικές ανάπτυξης.