FOXBORO P0926MX
比例+積分控制器
通常稱為 PI 控制器,比例 + 積分控制器的輸出由比例和積分控制動(dòng)作的總和組成。
干擾后,積分模式繼續(xù)增加控制器的輸出,直到它消除了所有偏移并將加熱器出口溫度帶回其設(shè)。
微分控制方式
微分控制很少用于控制過程,盡管它經(jīng)常用于運(yùn)動(dòng)控制。它對(duì)測量噪聲非常敏感,使試錯(cuò)調(diào)整變得更加困難,而且過程控制也不是需要的。但是,使用控制器的微分模式可以使某些類型的控制回路(例如溫度控制)比單使用 PI 控制響應(yīng)更快。
微分控制模式根據(jù)誤差的變化率產(chǎn)生輸出。如果錯(cuò)誤以更快的速度變化,它會(huì)產(chǎn)生更多的控制動(dòng)作;如果誤差沒有變化,則微分作用為零。此模式具有稱為微分時(shí)間 (Td) 的可調(diào)設(shè)置。微分時(shí)間設(shè)置越大,產(chǎn)生的微分作用越多。但如果微分時(shí)間設(shè)置過長,則會(huì)出現(xiàn)振蕩,控制環(huán)路不穩(wěn)定。Td 設(shè)置為零有效地關(guān)閉微分模式。兩個(gè)測量單位用于控制器的微分設(shè)置:分鐘和秒。
FOXBORO FBM201 P0914SQ
比例控制方式
比例控制模式根據(jù)誤差按比例改變控制器輸出。如果誤差增加,則控制動(dòng)作按比例增加。
比例控制的可調(diào)設(shè)置稱為控制器增益 (Kc)。較高的控制器增益會(huì)增加給定誤差的比例控制量。如果控制器增益設(shè)置得太高,控制回路將開始振蕩并變得不穩(wěn)定。如果設(shè)置得太低,控制回路將無法充分響應(yīng)干擾或設(shè)置點(diǎn)變化。
對(duì)于大多數(shù)控制器,調(diào)整控制器增益設(shè)置會(huì)影響積分和微分控制模式中的響應(yīng)量。
純比例控制器
通過關(guān)閉積分和微分模式,可以將 PID 控制器配置為僅產(chǎn)生比例作用。比例控制器易于理解和調(diào)整:控制器輸出只是控制誤差乘以控制器增益,再加上偏置。需要偏置,以便控制器可以在誤差為零(設(shè)的過程變量)時(shí)保持非零輸出。缺點(diǎn)是偏移量,這是一種持續(xù)誤差,不能僅通過比例控制來消除。在純比例控制下,偏移將一直存在,直到操作員手動(dòng)更改控制器輸出的偏差以消除偏移。這稱為控制器的手動(dòng)重置。
FOXBORO FBM208 P0914TB
工業(yè)控制器選型
大多數(shù)工業(yè)控制器,例如可編程邏輯控制器(PLC) 和可編程自動(dòng)化控制器 (PAC),都可以處理基本功能,例如離散和模擬輸入和輸出的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制。Paulk 說,在工業(yè)控制器時(shí),通常會(huì)關(guān)注其他功能,例如數(shù)據(jù)處理、通信和高速控制。他從數(shù)據(jù)處理和日志記錄開始:
具有基于標(biāo)簽名稱的編程的現(xiàn)代控制器具有多種數(shù)據(jù)處理功能,包括內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄。一些控制器還可以與企業(yè)級(jí)系統(tǒng)(例如企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP) 系統(tǒng))中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。
數(shù)據(jù)記錄通常是基于事件或計(jì)劃的。事件由狀態(tài)變化觸發(fā)。計(jì)劃的數(shù)據(jù)記錄被配置為定期發(fā)生,例如每分鐘、每小時(shí)、每天或每月。
可以記錄的標(biāo)簽數(shù)量通常是有限的,但至少應(yīng)為每個(gè)計(jì)劃或觸發(fā)的事件存儲(chǔ) 50 個(gè)標(biāo)簽值。系統(tǒng)錯(cuò)誤還應(yīng)與錯(cuò)誤或事件的時(shí)間和日期一起存儲(chǔ)。
除了本地?cái)?shù)據(jù)記錄之外,一些控制器還可以與 IT 企業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行通信。市場上的幾種軟件工具,包括 KepWare KEPServerEX,允許用戶在 IT 企業(yè)系統(tǒng)和 PLC 之間建立連接,以允許從 PLC 收集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中。
FOXBORO FBM240 P0917GZ
FBM240 使用封裝來支持以可擴(kuò)展的方式添加數(shù)據(jù)處理,所提供的硬件允許在現(xiàn)場使用多個(gè) CPU。它還通過設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)空間之間的雙向連接提供靈活的集成。這是通過提高用于處理信息的程序開發(fā)的靈活性以及通過使添加資源(例如編程語言或軟件庫)變得容易來實(shí)現(xiàn)的,從而增強(qiáng)邊緣計(jì)算功能,從而能夠在現(xiàn)場執(zhí)行所需的數(shù)據(jù)處理,包括預(yù)處理數(shù)據(jù)、人工智能分析和協(xié)議轉(zhuǎn)換。
FBM240 系列以互連控制和信息系統(tǒng)的組件形式提供共享內(nèi)存和對(duì)各種不同工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的支持,增強(qiáng)了連接性和數(shù)據(jù)從設(shè)備到信息系統(tǒng)的傳輸。未來,日立打算通過增強(qiáng)邊緣計(jì)算功能,將控制和信息系統(tǒng)連接在一起,為自動(dòng)化系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)的采用做出貢獻(xiàn),以對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場處理和分析。
FOXBORO FBM212 P0914XL特點(diǎn)
更準(zhǔn)確的生產(chǎn)計(jì)劃
收集調(diào)查生產(chǎn)瓶頸和潛在改進(jìn)所需的數(shù)據(jù),同時(shí)實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)有設(shè)備運(yùn)行狀況的數(shù)據(jù),并通過信息和通信技術(shù)提供這些數(shù)據(jù)。
降低升級(jí)老化系統(tǒng)的成本
可以分階段升級(jí)老化的客戶系統(tǒng)以遠(yuǎn)程監(jiān)控大量廣泛分散的設(shè)備,并根據(jù)需要實(shí)施客戶特定的通信協(xié)議以保持兼容性。
實(shí)施預(yù)防性維護(hù)和提高生產(chǎn)質(zhì)量
這涉及將用于生產(chǎn)的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與產(chǎn)品檢測和測量數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ),尋找它們之間的相關(guān)性,然后將其作為運(yùn)行參數(shù)的反饋。
節(jié)省系統(tǒng)集成時(shí)間
標(biāo)記和檢查系統(tǒng)記錄圖像數(shù)據(jù),顯示標(biāo)記檢查結(jié)果異常時(shí),使確定發(fā)生了什么和分析原因的任務(wù)更加有效。
降低信息系統(tǒng)集成成本
通過連接到 PLC,從設(shè)備收集所需數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)發(fā)到信息系統(tǒng),可以為現(xiàn)有設(shè)備提供可追溯性。
FOXBORO P0973LN SSA-G8018-0652
信息系統(tǒng)和制造現(xiàn)場之間順暢、靈活的雙向數(shù)據(jù)交換對(duì)于數(shù)字化解決方案的實(shí)施至關(guān)重要,過去這項(xiàng)任務(wù)由 PC 或網(wǎng)關(guān)處理。
要在不使用此類硬件的情況下實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)與制造現(xiàn)場使用的工業(yè)控制器的無縫互聯(lián),控制器能夠滿足信息系統(tǒng)的連接要求。然而,問題是在這些站點(diǎn)使用的 PLC 和其他控制器上運(yùn)行的程序傳統(tǒng)上是使用梯形邏輯(一種適合自動(dòng)控制的編程語言)編寫的,這不符合信息化的要求系統(tǒng)。實(shí)踐中的困難在于,嘗試使用梯形邏輯以信息系統(tǒng)所需的格式(例如文本或 JavaScript 對(duì)象表示法 (JSON))復(fù)制數(shù)據(jù)會(huì)干擾控制所需的實(shí)時(shí)性能。
P0973LN的主要特點(diǎn)是控制執(zhí)行速度更快,可以使用C/C++編程語言處理信息,這意味著它可以滿足信息系統(tǒng)的要求,同時(shí)仍保持控制功能的實(shí)時(shí)性。它還可以與各種不同的控制網(wǎng)絡(luò)一起工作。
除了基于以太網(wǎng)的控制網(wǎng)絡(luò)(包括 EtherCAT *3、EtherNet/IP *4、PROFINET *5和 FL-net)之外,它還支持制造現(xiàn)場長期使用的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),例如 Modbus *6, DeviceNet *7和 PROFIBUS *8。與其他供應(yīng)商的 PLC 通信的編程支持也正在逐步添加??梢蕴砑訑?shù)據(jù)處理所需的協(xié)議,其中一個(gè)示例應(yīng)用程序是正在進(jìn)行的使用制造現(xiàn)場數(shù)據(jù)的工作,涉及到 Hitachi Data Hub 的連接。
P0973LN 系列支持各種形式的工業(yè)以太網(wǎng)(PROFINET、EtherNet/IP、Modbus/TCP 和 FL-net),當(dāng)與上述共享內(nèi)存組合時(shí),可以連接到現(xiàn)有的控制設(shè)備和設(shè)施設(shè)備,是能夠在控制執(zhí)行的同時(shí)從該設(shè)備收集數(shù)據(jù),通過共享內(nèi)存將其傳輸?shù)叫畔⑾到y(tǒng),并將其轉(zhuǎn)發(fā)到云端或其他地方的服務(wù)器。這提供了設(shè)施設(shè)備和信息服務(wù)器之間的無縫連接。
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