自工业革命以来，工业控制一直依赖于紧密耦合的系统来传输控制信号。工业工厂通过有线电子信号使用“现代”控制已经有半个多世纪了，这使得一项新技术打破当前方法的市场已经成熟。
如今，无线技术的进步有望打破这一模式，而且是迟早的事。考虑到不断增长的发展速度(以及连接之前搁浅资产的日益增长的需求)，无线技术正处于实现一系列全新工业控制应用的风口浪尖上。
工业控制从一开始就主要依靠现场装置和控制机构之间紧密耦合的联系。在早期，这种耦合是通过机械或气动来完成的。最近，工业使用电线来传递电信号。事实上，今天在制造设备中执行的大多数控制都使用电线来传递信号到现场和从现场。这通常涉及由现场测量设备产生的4-20 mA信号向控制器传输过程状态，随后由控制器产生的另一个4-20 mA信号向现场执行器传输所需响应。
近20年前，Foundation现场总线技术将过程工业引入了“在线控制”的概念。该概念利用了数字(而不是模拟)现场设备的更高处理能力来执行控制算法，并提高了数字通信的速度。例如，数字流量发射器可以根据自己的测量执行PID算法，并将控制信号发送到同一段上的阀门。尽管有更严格、更健壮的控制和更可靠的设置，但只有少数终端用户(估计不到5%)利用了该技术的这一方面。
无线信号通常不用于控制，因为采样率太长，信号可靠性通常低于预期。PID算法期望在每次算法执行时对现场信号进行至少四次采样。当无线设备上的采样率增加时，电池寿命迅速下降。无线传输本身的可靠性普遍不理想，加剧了这种情况。尽管无线网格技术已经有了很大的改进，应用程序仍然必须能够容忍信号的损失。
基础已经奠定。无线标准已经很好地达成一致，各委员会致力于融合。这允许供应商将开发重点放在特定的标准上，而不需要支持多个标准。
能量收集技术允许无线发射机利用来自周围环境的“免费”能量来增加设备的功率。这些设备将振动、太阳能或热能转化为电能，为线路供电不足的地区的无线设备提供动力。在某些情况下，无线设备完全脱离能量收集器工作，只使用电池作为备份。
一家领先的全球自动化供应商最近宣布，他们开发了一种增强的PID算法，以处理与无线过程变量相关的较长采样率和通信中的不确定性。新算法增加了信号调节来处理较长的采样时间。该公司将新算法的专利捐赠给了FieldComm集团，这意味着控制可以使用无线输入信号实现，该技术可以从负责基金会现场总线的同一组织获得许可。
与工业世界的许多新发展一样，延长电池寿命的努力继续受到最初为消费市场开发的进展的推动。这些进步将使现场设备之间更快的无线通信无需担心电池寿命和相关维护。当加上越来越高效的能量收集，电池寿命可能在不久的将来不再是一个问题。
当考虑到无线技术与有线技术的开发投入时，终端用户应该期望无线技术能迅速变得更快、更可靠、更容错和更节能。wirelesart目前声称99.9%的端到端可靠性。支持ISA 100无线标准的供应商也报告了可靠性的提高。ARC咨询集团认为，无线技术不仅会变得更好，而且会变得更容易实现和使用。
无线网格中的控制是可实现的吗?ARC认为答案是肯定的。尽管无线通信的可靠性仍然有些问题，但构建模块已经到位，以减轻这些担忧。
Mark Sen Gupta，msengupta@arcweb.com，是美国大学的高级顾问ARC咨询集团．他在过程控制、SCADA和IT应用方面拥有超过24年的专业知识，任职于Mobay、Honeywell、Plant Automation Services (PAS)、CygNet Software和Invensys等公司。他拥有乔治亚理工学院电气工程学士和硕士学位。
