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。控制系統(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螅执呱斯I(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(jìn)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。

中共中央、國務(wù)院近日印發(fā)了2011年第一號文件：《關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》。針對近年來，我國頻繁發(fā)生的嚴(yán)重水旱災(zāi)害造成重大生命財產(chǎn)損失，暴露出農(nóng)田水利等基礎(chǔ)設(shè)施十分薄弱，必須大力加強水利建設(shè)?！稕Q定》提出的目標(biāo)任務(wù)：力爭通過5年到10年努力，從根本上扭轉(zhuǎn)水利建設(shè)明顯滯后的局面。到2020年，基本建成防洪抗旱減災(zāi)體系，基本建成水資源合理配置和高效利用體系，基本建成水資源保護(hù)和河湖健康保障體系，基本建成有利于水利科學(xué)發(fā)展的制度體系。在這項重大任務(wù)中，需要自動化技術(shù)與信息化技術(shù)加以支持，將會有許多工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)需要建設(shè)與創(chuàng)新。

三、工業(yè)通信無線化

工業(yè)通信無線化也是當(dāng)前自動化領(lǐng)域探討比較熱烈的問題。根據(jù)專家分析，到2013年，全球工廠自動化中的無線通信系統(tǒng)應(yīng)用將每年增加約40%。工業(yè)控制企業(yè)已經(jīng)逐步認(rèn)識到無線技術(shù)將是下一個技術(shù)騰飛的基礎(chǔ)，將能夠大大提升工廠效能與保證用戶的安全。

隨著無線技術(shù)日益普及，各家供應(yīng)商正在提供一系列軟硬件技術(shù)，協(xié)助在產(chǎn)品中增加通信功能。這些技術(shù)支持的通信標(biāo)準(zhǔn)包括藍(lán)牙、Wi-Fi、GPS（全球定位系統(tǒng)）、LTE（長期演進(jìn)）以及WiMax（全球微波接入互操作）。然而，在增加無線連網(wǎng)功能時，芯片及相關(guān)軟件的選擇（假設(shè)所選擇的實現(xiàn)能正常工作，并滿足相關(guān)的論證要求）可能極具挑戰(zhàn)性。即使做出了一個可行的設(shè)計，但如果未優(yōu)化性能、功耗、成本和規(guī)模，則可能不會取得市場上的成功。今天最熱門的東西未必是最好的通信標(biāo)準(zhǔn)和客戶需要的東西，因此選擇的軟硬件實現(xiàn)方案應(yīng)有這樣的特點：每個新一代產(chǎn)品都不需要徹底從頭開始適應(yīng)。

無線技術(shù)進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域的趨勢是毋庸置疑的，特別是在有線無法使用的場合，更顯得無線具有優(yōu)勢。但是這要求無線技術(shù)本身性能的完善，可靠性、通信的確定性與實時性、兼容性等性能有待加強。所以，在近期，工業(yè)無線技術(shù)仍將是傳統(tǒng)有線技術(shù)的延伸，大多數(shù)儀表以及自動化產(chǎn)品會嵌入無線傳輸?shù)墓δ?。國際上對于無線技術(shù)的研究還處于起步階段，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也在制訂之中，我國的科研機構(gòu)也參與其中，這在一定程度上推動了無線技術(shù)在我國流程工業(yè)的發(fā)展。