2000-luvun ohjausjärjestelmät yhdistävät verkottumisen ja ohjauksen. Networked Control Systems (NCS) -tutkimuksesta on tullut yksi automaation alan huippu{2}}aiheista. Viestintäverkkojen sisällyttäminen osaksi ohjausjärjestelmiä on rikastanut merkittävästi teollisuuden ohjausteknologioita ja -menetelmiä, mikä on johtanut merkittäviin muutoksiin järjestelmäarkkitehtuurissa, ohjausmenetelmissä ja ihmisen -koneyhteistyön lähestymistavissa automaatiojärjestelmien ja teollisuuden ohjausjärjestelmien välillä. Tämä integraatio tuo myös uusia haasteita, kuten ohjauksen ja viestinnän kytkemisen, latenssin ja tiedon ajoituksen. menetelmät, hajautetut ohjaustilat ja viat.
Näiden uusien haasteiden ilmaantumisen myötä verkkoympäristöjen automaattisen ohjauksen teorian ohjausmenetelmät ja -algoritmit vaativat jatkuvaa innovaatiota. Tietotekniikan, viestintätekniikan ja verkkoteknologian edistymisen ohjaamana perinteiset ohjausalueet ovat kehittymässä kohti verkotettuja lähestymistapoja. Networked Control System (NCS) tarkoittaa ohjausjärjestelmää, jossa ohjaussilmukan komponentit vaihtavat tietoja tietoliikenneverkon kautta. Sen ominaispiirre on, että ohjauskomennot ja palaute välitetään verkon yli pakettimuodossa. Verkotettujen ohjausjärjestelmien merkittävin ominaisuus on kyberavaruuden ja fyysisen tilan integrointi, mikä mahdollistaa lukuisten tehtävien suorittamisen pitkien etäisyyksien päähän.
Lisäksi signaalit verkotetuissa ohjausjärjestelmissä välitetään jaettujen verkkojen (ja kaapeloinnin) kautta, mikä eliminoi tarpeettoman johdotuksen, vähentää järjestelmän monimutkaisuutta ja alentaa järjestelmän suunnitteluun ja asennukseen liittyviä kustannuksia. Antureiden, säätimien tai toimilaitteiden lisääminen järjestelmän säätämiseksi tai päivittämiseksi voidaan saavuttaa pienemmillä kustannuksilla muuttamatta järjestelmän pääarkkitehtuuria. Verkotettujen ohjausjärjestelmien suurin ominaisuus on, että ohjaimet voivat jakaa tietoja tehokkaasti, mikä mahdollistaa kokonaistietojen integroinnin suuriin fyysisiin tiloihin älykkäiden päätösten tekemiseksi.
Verkotetut ohjausjärjestelmät löytävät sovelluksia useilta aloilta, mukaan lukien avaruus- ja maatutkimus, vaarallisten alueiden pääsy ja toiminnot, tehdasautomaatio, etädiagnostiikka ja vianetsintä, kokeelliset laitteet, kotirobotiikka, lentokoneet, ajoneuvot, tehdasvalvonta, hoitotilat ja etätoiminnot. Vaikka verkotetuilla ohjausjärjestelmillä on teoreettisesti laaja käyttökelpoisuus, käytännön toteutukset olivat rajallisia, kunnes Teollisuus 4.0:n konsepti nousi asteittain nostaen tämän tekniikan merkitystä.
Ensinnäkin perinteiset ohjausalueet ovat kokemassa ennennäkemätöntä muutosta, siirtymässä kohti verkkoarkkitehtuuria. Ohjausjärjestelmien rakenteet ovat kehittyneet keskitetyistä tietokoneohjausjärjestelmistä (CCS) toisen -sukupolven hajautettuihin ohjausjärjestelmiin (DCS) ja edelleen kenttäväyläohjausjärjestelmiin (FCS). Suurten tietomäärien, kuten kuva- ja äänisignaalien, nopean-siirron vaatimukset ovat myös edistäneet teollisten Ethernet- ja ohjausverkkojen integrointia.
Toiseksi tämä suuntaus kohti verkotettuja teollisuuden ohjausjärjestelmiä integroi suosittuja teknologioita, kuten sulautettuja järjestelmiä, usean -standardin teollisuusverkkojen yhteenliitettävyyttä ja langatonta viestintää. Tämä konvergenssi laajentaa teollisen ohjauksen kehitysaluetta ja luo uusia mahdollisuuksia. Kriittisin haaste hajautetuille verkkoohjausjärjestelmille on kuitenkin tiukkojen järjestelmän luotettavuutta ja riippuvuutta koskevien vaatimusten täyttäminen ja samalla korkean suorituskyvyn varmistaminen koko toiminta-alueella -monimutkaisuus, joka kasvaa jatkuvasti. Tämän seurauksena verkkoon kytketyt virheiden havaitsemis- ja diagnostiikkatekniikat saavat yhä enemmän huomiota, ja ne muodostavat valvontajärjestelmän suorituskyvyn ytimen teollisissa ja vastaavissa skenaarioissa.
Teollistumisen edistäminen tietotekniikan avulla tarjoaa vankan takeen kestävästä nopeasta talouskehityksestä ja on tärkeä keino muuttaa perinteisiä teollisuuden rakenteita. Tietotekniikan edustajana verkkoteknologian integrointi teollisuuden ohjausjärjestelmiin nostaa merkittävästi ohjausjärjestelmien ominaisuuksia. Se muuttaa nykyisten teollisuuden ohjausjärjestelmien suhteellisen suljetut yritystiedonhallintarakenteet mukautumalla nykyaikaisen yrityksen{2}}laajuisen integroidun automaationhallinnan tarpeisiin. Verkkoteknologia on johtanut rakenteelliseen muutokseen perinteisissä teollisissa ohjausjärjestelmissä.
Sen merkitys on kenttäväylän, Ethernetin, erilaisten teollisuuden ohjausverkkojen yhteenliitäntöjen, sulautettujen teknologioiden ja langattomien viestintätekniikoiden integroinnissa. Teollisuuden ohjausverkoissa tämä ei ainoastaan takaa alkuperäistä vakautta ja reaaliaikaista{1}}ohjausta, vaan myös parantaa järjestelmän avoimuutta ja yhteentoimivuutta sekä parantaa sopeutumiskykyä erilaisiin ympäristöihin. Nykypäivän talouden globalisaation aikakaudella tämä teollinen ohjausjärjestelmäverkosto ja sen konfigurointimalli mahdollistavat yritysten sopeutumisen ennennäkemättömän kovaan kilpailuun markkinoilla. Se nopeuttaa uusien tuotteiden kehitystä, alentaa tuotantokustannuksia ja parantaa tietopalveluja, mikä tarjoaa laajat kehitysnäkymät.