Os sistemas de controle no século 21 integrarão redes e controle. A pesquisa sobre sistemas de controle em rede (NCS) tornou-se um dos-tópicos de ponta no campo da automação. A incorporação de redes de comunicação como um componente nos sistemas de controle enriqueceu significativamente as tecnologias e metodologias de controle industrial, levando a mudanças substanciais na arquitetura do sistema, nos métodos de controle e nas abordagens de colaboração homem{4}}máquina entre sistemas de automação e sistemas de controle industrial. Esta integração também introduz novos desafios, como o acoplamento entre controle e comunicação, latência e escalonamento de informações. métodos, modos de controle distribuído e falhas.
Com o surgimento desses novos desafios, os métodos e algoritmos de controle dentro da teoria do controle automático em ambientes de rede exigem inovação contínua. Impulsionados pelos avanços na tecnologia de computadores, tecnologia de comunicação e tecnologia de rede, os domínios de controle tradicionais estão evoluindo em direção a abordagens em rede. Um Sistema de Controle em Rede (NCS) refere-se a um sistema de controle onde os componentes dentro do circuito de controle trocam dados através de uma rede de comunicação. Sua característica definidora é que os comandos de controle e feedback são transmitidos pela rede na forma de pacotes. A característica mais significativa dos sistemas de controle em rede é a integração do ciberespaço e do espaço físico, permitindo a execução de inúmeras tarefas em longas distâncias.
Além disso, os sinais em sistemas de controle em rede são transmitidos através de redes compartilhadas (e cabeamento), eliminando cabeamento desnecessário, reduzindo a complexidade do sistema e diminuindo os custos associados ao projeto e instalação do sistema. A adição de sensores, controladores ou atuadores para ajustar ou atualizar o sistema pode ser obtida a um custo menor, sem alterar a arquitetura principal do sistema. A maior característica dos sistemas de controle em rede é que os controladores podem compartilhar dados de forma eficiente, permitindo a integração de informações gerais em grandes espaços físicos para tomar decisões inteligentes.
Os sistemas de controle em rede encontram aplicações em vários domínios, incluindo exploração espacial e terrestre, acesso e operações em áreas perigosas, automação de fábrica, diagnóstico remoto e solução de problemas, equipamentos experimentais, robótica doméstica, aeronaves, veículos, monitoramento de fábrica, instalações de atendimento e operações remotas. Embora os sistemas de controle em rede tenham teoricamente ampla aplicabilidade, as implementações práticas foram limitadas até que o conceito de Indústria 4.0 ganhou destaque, elevando gradativamente a importância desta tecnologia.
Primeiro, os domínios de controlo tradicionais estão a passar por uma transformação sem precedentes, migrando para arquitecturas em rede. As estruturas do sistema de controle evoluíram de sistemas de controle de computador centralizados (CCS) para sistemas de controle distribuído (DCS) de segunda{1}}geração e, posteriormente, para sistemas de controle de fieldbus (FCS). As demandas por transmissão em alta-velocidade de grandes volumes de dados, como sinais de imagem e voz, também impulsionaram a integração da Ethernet industrial e das redes de controle.
Em segundo lugar, essa tendência em direção a sistemas de controle industrial em rede integra tecnologias populares, como sistemas incorporados, interconectividade de redes industriais multi{0}}padrões e comunicações sem fio. Esta convergência expande o espaço de desenvolvimento para o controlo industrial e cria novas oportunidades. No entanto, o desafio mais crítico para sistemas de controle distribuídos em rede é atender aos requisitos rigorosos de confiabilidade e dependência do sistema e, ao mesmo tempo, garantir alto desempenho em toda a faixa operacional-uma complexidade que continua a crescer. Consequentemente, as tecnologias de detecção e diagnóstico de erros em rede estão ganhando cada vez mais atenção, formando o núcleo do monitoramento do desempenho do sistema em cenários industriais e similares.
O avanço da industrialização através da tecnologia da informação proporciona uma garantia robusta para um desenvolvimento económico rápido e sustentado e serve como um meio vital para transformar as estruturas industriais tradicionais. Como representante da tecnologia da informação, a integração da tecnologia de rede com sistemas de controle industrial elevará significativamente as capacidades dos sistemas de controle. Ele transformará as estruturas relativamente fechadas de gerenciamento de informações empresariais dos sistemas de controle industrial existentes, adaptando-se às necessidades do gerenciamento de automação integrado-em toda a empresa moderna. A tecnologia de rede impulsionou uma transformação estrutural nos sistemas de controle industrial tradicionais.
Sua importância reside na integração de fieldbuses, Ethernet, diversas interconexões de redes de controle industrial, tecnologias embarcadas e tecnologias de comunicação sem fio. Nas redes de controle industrial, isso não apenas garante a estabilidade original e os requisitos de controle-em tempo real, mas também aumenta a abertura e a interoperabilidade do sistema, ao mesmo tempo que melhora a adaptabilidade a diversos ambientes. Na era atual de globalização económica, esta rede de sistemas de controlo industrial e o seu modelo de configuração permitem que as empresas se adaptem a uma concorrência de mercado sem precedentes. Facilita o desenvolvimento acelerado de novos produtos, a redução dos custos de produção e a melhoria dos serviços de informação, apresentando amplas perspectivas de desenvolvimento.