在现代社会，无线网络已成为许多过程工厂不可或缺的一部分，它们带来了诸多优势。制造业对无线网络的接受程度持续增长，越来越多地应用于各类工程。

十几年前，无线网络就已经融入了工业生产。工厂设施采用无线网络的原因众多，但通常可以归结为两大类。一种是被动使用：主要用于现有、饱和且无法继续增加线缆基础设施，或电缆难以到达的地方。另一种是主动推进：无线网络是快速扩展仪表和通信区域的关键手段，不需要高额成本、长时间安装，也不需要停机时间。

最终目标始终是提高设施生产率和员工效率。在传统制造企业面临经验丰富技术人员减少、劳动力总数减少趋势时，提高效率对于保持行业竞争力和持续盈利至关重要。

当代无线网络协议已经能够满足制造业对工业通讯提出的严苛要求：

• 可靠的通讯；

• 安全的数据传输；

• 确定性通讯；

• 受控功耗。

Wi-Fi和现场网（WPN）：

Wi-Fi在讨论无線網絡時，是人們首先想到的事物，其广泛应用适用于各种场景。但由于其高功率要求和高耗电特性，对于电池寿命长达数年的测量设备来说并不切实可行。尽管如此，无处不在Wi-Fi设备及其提供的大带宽，使其适合于用的無線廠房網絡（图1）。

图1：無線廠房網絡通常包括由無線以太網支持并協調的多種類型網路。本文圖片来源：艾默生

Wi-Fi最常见用途包括移动工作者应用程序、用于安全与安保远程视频监控系统以及类似的应用。在考虑无线工厂网络时，要注意的是，一般过程环境，不如家庭或办公室那样有利于通讯。因此，在噪声源周围尤其需要更高接入点密度。

部署無線廠房網絡，不僅僅是一個信息技術（IT）團隊責任。在辦公室環境中工作習慣的人員對於可能出現於過程製造中的問題了解不足。這導致了非一致性的運行，並損害了對無線製造商信心。在設計無線製造商時，最好聘請具有工業自動化經驗，並對於在設備中安裝Wi-Fi設計要求有深刻理解的人才。

替代方案包括長期演進（LTE）與無綠色互操作微波接入（WiMax）。這些標準能夠為應對覆蓋距離、帶寬、移動性及支援不同方法提供不同的方法。而部署可能涉及商業服務供應商參與，也可以自己安裝維護。不过要注意的是，即使LTE与WiMax适用于很多场景，但并不适用于过程仪表连接。

蓝牙及后来的低功耗蓝牙也可以在工业环境中使用，以便将笔记本电脑连接到可编程逻辑，以便配置维护而不需物理电缆。此外还有其他标准，如ISA100.11a-Industrial Wireless Systems: Process Control and Related Applications，以及WirelessHART等，它们都是为了满足流程工业对可靠稳定安全通信需求而设计出来的开放式可互操作标准协议。

WirelessHART作为第一个进入市场的标准，由FieldComm集团专门为工业自动化设计，并获得用户认证任何制造商生产经认证设备都能相互交互。此外，该协议还优化了带宽利用和安全因素，同时最大限度降低功耗，以确保长达10年的电池寿命。

ISA100.11a标准则是在2009年完成制定的，由国际自动化学会下属委员会制定，并经过IEC批准成为正式国际标准IEC62734。这一系列标准涵盖更广泛范围，其中ISA100.11a专门针对通过不同方式实现网格化用户交互进行调整。这比WirelessHART所需自组织型网更加复杂，需要更多网络管理。

最后，我们不能忽视那些最初应用于超大区域内超低带宽通信，如供电公司智能计量器这样的低功率广域网它们虽然能够覆盖极广但由于仅仅具备极低带宽以及较慢更新频繁，因此并不适合大部分工业监控应用。

综上所述，在没有5G的情况下，无线工厂网络正逐渐成熟，为社会经济发展提供新的思路与解决方案，同时也展现了总线技术如何促进产业升级转型。