21世紀的控制系統將是網絡與控制結合的系統。對網絡化控制系統(NetworkedControlSystem,簡稱NCS)的研究已經成為當前自動化領域中的前沿課題之一。隨著通信網絡作為一個系統環節嵌入控制系統,這很大地豐富了工業控制技術和手段,使自動化系統與工業控制系統在體系結構、控制方法以及人機協作方法等方面都發生了較大的變化,與此同時也帶來了一些新的問題,如控制與通信的耦合、時間延遲、信息調度方法、分布式控制方式與故障疹斷等。
這些新問題的出現,使得自動控制理論在網絡環境下的控制方法和算法需要不斷地創新。隨著計算機技術、通信技術和網絡技術的不斷發展。傳統的控制領域正經歷著一場前所未有的變革,開始向網絡化方向發展。控制系統的結構從最初的CCS(計算機集中控制系統),到第二代的DCS(分散控制系統),發展到現在流行的FCS(現場總線控制系統)。對諸如圖像、語音信號等大數據量、高速率傳輸的要求,又催生了工業以太網與控制網絡的結合。這種工業控制系統網絡化浪潮又將諸如嵌入式技術、多標準工業控制網絡互聯、無線技術等多種當今流行技術融合進來,從而拓展了工業控制領域的發展空間,帶來新的發展機遇。
以信息化帶動工業化既是保持國民經濟持續快速發展的有力保證,也是傳統工業體系結構轉型的重要手段。網絡技術作為信息技術的代表,其與工業控制系統的結合將極大地提高控制系統的水平,改變現有工業控制系統相對封閉的企業信息管理結構,適應現代企業綜合自動化管理的需要。網絡技術推動了傳統工業控制系統結構的變革。
將現場總線、以太網、多種工業控制網絡互聯、嵌入式技術和無線通信技術融合到工業控制網絡中,在保證控制系統原有的穩定性、實時性等要求的同時,又增強了系統的開放性和互操作性,提高了系統對不同環境的適應性。在經濟全球化的今天,這一工業控制系統網絡化及其構成模式使得企業能夠適應空前激烈的市場競爭,有助于加快新產品的開發、降低生產成本、完善信息服務,具有廣闊的發展前景。