21世紀(jì)的控制系統(tǒng)將是網(wǎng)絡(luò)與控制結(jié)合的系統(tǒng)。對網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)(NetworkedControlSystem,簡稱NCS)的研究已經(jīng)成為當(dāng)前自動化領(lǐng)域中的前沿課題之一。隨著通信網(wǎng)絡(luò)作為一個系統(tǒng)環(huán)節(jié)嵌入控制系統(tǒng),這很大地豐富了工業(yè)控制技術(shù)和手段,使自動化系統(tǒng)與工業(yè)控制系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)、控制方法以及人機協(xié)作方法等方面都發(fā)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(diào)度方法、分布式控制方式與故障疹斷等。
這些新問題的出現(xiàn),使得自動控制理論在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的控制方法和算法需要不斷地創(chuàng)新。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革,開始向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展??刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)從最初的CCS(計算機集中控制系統(tǒng)),到第二代的DCS(分散控制系統(tǒng)),發(fā)展到現(xiàn)在流行的FCS(現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))。對諸如圖像、語音信號等大數(shù)據(jù)量、高速率傳輸?shù)囊?,又催生了工業(yè)以太網(wǎng)與控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。這種工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化浪潮又將諸如嵌入式技術(shù)、多標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、無線技術(shù)等多種當(dāng)今流行技術(shù)融合進來,從而拓展了工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展空間,帶來新的發(fā)展機遇。
以信息化帶動工業(yè)化既是保持國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的有力保證,也是傳統(tǒng)工業(yè)體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要手段。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為信息技術(shù)的代表,其與工業(yè)控制系統(tǒng)的結(jié)合將極大地提高控制系統(tǒng)的水平,改變現(xiàn)有工業(yè)控制系統(tǒng)相對封閉的企業(yè)信息管理結(jié)構(gòu),適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)綜合自動化管理的需要。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動了傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。
將現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)、多種工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、嵌入式技術(shù)和無線通信技術(shù)融合到工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中,在保證控制系統(tǒng)原有的穩(wěn)定性、實時性等要求的同時,又增強了系統(tǒng)的開放性和互操作性,提高了系統(tǒng)對不同環(huán)境的適應(yīng)性。在經(jīng)濟全球化的今天,這一工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化及其構(gòu)成模式使得企業(yè)能夠適應(yīng)空前激烈的市場競爭,有助于加快新產(chǎn)品的開發(fā)、降低生產(chǎn)成本、完善信息服務(wù),具有廣闊的發(fā)展前景。