21. sajandi juhtimissüsteemid ühendavad võrkude loomise ja kontrolli. Networked Control Systems (NCS) uurimistööst on saanud automatiseerimise valdkonnas üks tippteemasid{2}. Kommunikatsioonivõrkude manustamine juhtimissüsteemide komponendina on märkimisväärselt rikastanud tööstuslikke juhtimistehnoloogiaid ja -metoodikaid, mis on toonud kaasa olulisi muudatusi süsteemi arhitektuuris, juhtimismeetodites ja inimeste{4}}masina koostöö lähenemisviisides automaatikasüsteemide ja tööstuslike juhtimissüsteemide vahel. See integratsioon toob kaasa ka uued väljakutsed, nagu juhtimise ja side ühendamine, latentsus ja teabe ajastamine. meetodid, hajutatud juhtimisrežiimid ja vead.
Nende uute väljakutsete ilmnemisel nõuavad automaatse juhtimise teoorias kasutatavad juhtimismeetodid ja algoritmid võrgukeskkondades pidevat uuendust. Arvutitehnoloogia, sidetehnoloogia ja võrgutehnoloogia edusammude tõttu arenevad traditsioonilised juhtimisvaldkonnad võrgupõhise lähenemisviisi suunas. Võrku ühendatud juhtimissüsteem (NCS) viitab juhtimissüsteemile, kus juhtimisahela komponendid vahetavad andmeid sidevõrgu kaudu. Selle iseloomulik tunnus on see, et juhtkäsud ja tagasiside edastatakse võrgu kaudu paketi kujul. Võrgustatud juhtimissüsteemide kõige olulisem omadus on nende küberruumi ja füüsilise ruumi integreerimine, mis võimaldab täita arvukalt ülesandeid pikkade vahemaade tagant.
Lisaks edastatakse võrguga ühendatud juhtimissüsteemide signaale jagatud võrkude (ja kaablite) kaudu, välistades tarbetu juhtmestiku, vähendades süsteemi keerukust ning alandades süsteemi projekteerimise ja paigaldamisega seotud kulusid. Andurite, kontrollerite või täiturmehhanismide lisamine süsteemi reguleerimiseks või värskendamiseks on saavutatav madalamate kuludega ilma süsteemi põhiarhitektuuri muutmata. Võrku ühendatud juhtimissüsteemide suurim omadus on see, et kontrollerid saavad tõhusalt andmeid jagada, võimaldades intelligentsete otsuste tegemiseks integreerida üldist teavet suurtes füüsilistes ruumides.
Võrgustatud juhtimissüsteemid leiavad rakendusi paljudes valdkondades, sealhulgas kosmose- ja maauuringud, juurdepääs ohtlikele aladele ja toimingud, tehase automatiseerimine, kaugdiagnostika ja tõrkeotsing, katseseadmed, kodurobootika, lennukid, sõidukid, tehase jälgimine, hooldusasutused ja kaugtoimingud. Kuigi teoreetiliselt on võrguga ühendatud juhtimissüsteemidel laialdane rakendatavus, olid praktilised rakendused piiratud, kuni tööstus 4.0 kontseptsioon saavutas tähtsuse, suurendades järk-järgult selle tehnoloogia tähtsust.
Esiteks on traditsioonilised juhtimisdomeenid läbimas enneolematut transformatsiooni, nihkudes võrguarhitektuuride poole. Juhtimissüsteemide struktuurid on arenenud tsentraliseeritud arvutijuhtimissüsteemidest (CCS) teise -põlvkonna hajutatud juhtimissüsteemideks (DCS) ja edasi väljasiini juhtimissüsteemideks (FCS). Nõudlus suurte andmemahtude (nt pildi- ja kõnesignaalide) kiire-edastuse järele on ajendanud ka tööstusliku Etherneti ja juhtimisvõrkude integreerimist.
Teiseks integreerib see võrgustatud tööstuslike juhtimissüsteemide suundumus populaarseid tehnoloogiaid, nagu manussüsteemid, mitme{0}standardse tööstusvõrgu ühenduvus ja traadita side. Selline lähenemine laiendab tööstusliku kontrolli arendusruumi ja loob uusi võimalusi. Kõige kriitilisem väljakutse hajutatud võrguga juhtimissüsteemide jaoks on aga süsteemi töökindluse ja sõltuvuse rangete nõuete täitmine, tagades samal ajal suure jõudluse kogu töövahemikus{3}}keerukus, mis aina kasvab. Sellest tulenevalt saavad võrguga ühendatud vigade tuvastamise ja diagnostika tehnoloogiad üha enam tähelepanu, moodustades tööstuslike ja sarnaste stsenaariumide seiresüsteemide jõudluse tuumiku.
Industrialiseerimise edendamine infotehnoloogia abil annab tugeva tagatise püsivaks kiireks majandusarenguks ja on oluline vahend traditsiooniliste tööstusstruktuuride ümberkujundamiseks. Infotehnoloogia esindajana tõstab võrgutehnoloogia integreerimine tööstuslike juhtimissüsteemidega oluliselt juhtimissüsteemide võimalusi. See muudab olemasolevate tööstuslike juhtimissüsteemide suhteliselt suletud ettevõtte teabehaldusstruktuure, kohandudes kaasaegse ettevõtte{2}}integreeritud automatiseerimishalduse vajadustega. Võrgutehnoloogia on põhjustanud traditsiooniliste tööstuslike juhtimissüsteemide struktuurimuutuse.
Selle tähtsus seisneb väljasiinide, Etherneti, erinevate tööstuslike juhtimisvõrkude ühenduste, manustatud tehnoloogiate ja traadita sidetehnoloogiate integreerimises. Tööstuslikes juhtimisvõrkudes ei taga see mitte ainult algse stabiilsuse ja reaalajas{1}}juhtimise nõudeid, vaid suurendab ka süsteemi avatust ja koostalitlusvõimet, parandades samal ajal kohanemisvõimet erinevate keskkondadega. Tänapäeva majanduse globaliseerumise ajastul võimaldavad see tööstusliku juhtimissüsteemi võrk ja selle konfiguratsioonimudel ettevõtetel kohaneda enneolematult ägeda turukonkurentsiga. See hõlbustab uute toodete kiirendatud arendamist, vähendab tootmiskulusid ja täiustab infoteenuseid, pakkudes laialdasi arenguväljavaateid.