前言

Thomas F． Edgar教授

(美国得州大学奥斯丁分校科克雷尔工程学院化学工程系教务主任)

现代化的制造工厂都很复杂，有许多数字化的元件和传感器。为了获得高收益、满足环境监管、最小化能量消耗以及避免灾难性事故，这些数字化的元件和传感器都是工厂运行所必不可少的。现在，在物联网和大数据的时代，在过程、设备和机器中引入智能化并且协调所有信息流使用“智能制造”技术(此概念是将企业信息技术和生产信息技术融合起来)是非常重要的。传感器、网络数据以及过程模型中的智能化，能从设计、工程、计划以及生产的生命周期来帮助优化上述的关键性能指标。

让人们能够全天候互联的无线技术革命已经改变了人们的日常生活，但它现在还没有渗透到制造业。然而，我们开始看到了无线传感技术的成熟和它在过程工厂中的成功范例。生产过程的性能提高与收集更多信息的投入是息息相关的。尽管像现场总线标准一样，针对末级控制组件的无线数字通信现在在商业上已经证明是可行的，但是无线控制领域还没有一个被广泛接受的标准。无线通信的瓶颈包括非网络源安全的缺乏、在工厂环境下的传输可靠性、有限的总线速率、电池寿命以及对改变过程工业的抵制。但是，无线网络的灵活性、易扩展性和潜在的节约成本都使其极具吸引力。

在此情形下，爱默生过程管理公司的Terry Blevins、Mark Nixon和Willy Wojsznis以及中国同济大学的陈德基教授合著的《无线控制基础： 过程工业的连续和离散控制》是很及时的。该书是爱默生公司员工所著并由ISA发行的前两本书《控制回路基础——批量过程和连续过程》和《先进控制基础： 工具、技术和应用》的后续版。

这3本书是针对实际应用的，所以工厂作业人员和技术人员都能够在自励教育模式下使用它们。最新的书包括一些专题练习和应用实例，从而增强学生或从业者的学习经验。作为一本控制教科书(《过程动态和控制》第三版)的作者，我很向往多个作者合写技术书籍带来的挑战，这样能让全书的信息变得清晰和连贯。

我对本书中实现基于无线测量的反馈控制部分特别感兴趣，由于反馈控制的实时性，所以它比简单的无线数据采集和分析更有挑战性。为了替代有线控制，无线反馈控制(单个或多个回路)应当： 

(1) 在比有线控制慢得多的扫描速率时提供稳定的操作；

(2) 管理一个扫描速率，该扫描速率有很宽的变化范围；

(3) 对比于有线控制，能表现出不明显的性能变化；

(4) 当无线通信丢失超过某个时限时，能切换至一个安全模式。

本书作者发明的PIDPlus算法是一个巨大的进步，能够解决上述4点要求，并且随着一些相关论文在近期发表，它已经引起了学术界和工业界的兴趣。本书描述了PIDPlus原理到模型预测(多元的)控制的扩展，该扩展是非常先进的；而且在处理由无线操作所引起的易变的时间延迟时，这种基于模型的方法其实是一个好的解决方案。

此书对工业控制工程师和过程工程师都将有很大的用处，而且可能会对包括学术界在内的广泛读者有帮助。