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2008年回路控制器专用器件受热宠

新品抢鲜中国仪表网2008年01月14日 11:34人气:4264

  过程回路可以由多种器件控制。对用户的调查显示:单一回路控制器的使用越来越多,在未来12个月里,采购额将会有70%甚至更多的增加。 
   过程回路可以由多种器件控制:单一回路或者多重回路控制器,基于PC的控制器或气动控制器。由ControlEngineering和ReedResearchGroup在2007年进行的单一回路控制器的调查显示了哪种器件最受用户欢迎,以及受欢迎的原因。
    59%的受访者使用单一回路控制器,其中有57%用于工厂,23%用于工厂和OEM,20%只用于OEM。除了单一回路控制器,工厂中所有控制回路中还使用了其他控制器,包括可编程功能逻辑控制器(PLCs)、可编程自动化控制器(PACs)或者分散控制系统。超过一半的受访者(51%)反映其工厂中单一回路控制器的比例少于20%,27%的受访者反映其工厂中的单一回路控制使用量在20%和59%之间,12%的受访者反映其工厂中的单一回路控制使用量在80%和100%之间。
    单一回路控制器当然并不适用于每一种应用。一个受访说道:“我们只在DCS和PLC不便于投运的情况下才选择单一回路控制器。”
    2007年,ControlEngineering杂志对其订阅者进行了调查,42%的受访者将循环控制器使用于连续流程,36%的受访者将回路控制器同时用于批处理和连续流程,27%的受访者将回路控制器用于公用服务,11%的受访者仅将回路控制器用于批处理。
  应用
  42%的受访者使用回路控制器来保证持续生产。其中一个受访者说道:“典型应用包括带4-20mA输出的流量传感器,与流程控制器连接,用于水或者废水的流量控制。”另一个用户将回路控制器用于“广泛的温度、压力以及蒸馏罐和反应堆的流量控制。”
  11%的受访者使用回路控制器进行批处理作业,例如“化合物的批处理和塑料零件的挤压。”
  36%的受访者将回路控制器应用于持续生产和批处理两种应用。受访者之一说他们在动物饲料混合以及宠物食品连续液体喷覆时使用回路控制器。
  27%的受访者将回路控制器用于公用服务,其中一个人说道:“在过去6个月,我使用回路控制器完成了多项简单的公用设施项目,包括燃料油温度控制、水温控制和罐温度控制。”
  17%的受访者将回路控制器使用于离散制造。一个受访者将回路控制器使用于带有水压控制系统的机器人技术;另一个受访者将回路控制器应用于伺服液压控制测试机,用以汽车零件或整车结构的耐久度检测;还有一个受访者说道:“我们正在使用这些回路控制器完成一个齿轮测量工程。”
  从2005至今,用户对单一回路控制器的选择已经发生了变化,2007年80%的受访者使用单一回路控制器(2005年占40%),39%的受访者使用电子多回路控制器(2005年占21%),30%的受访者使用基于PC的控制器(2005年占25%)。有趣的是,气动回路控制器的使用似乎在增长,21%的受访者使用气动回路控制器(2005年占13%)。
  应用控制器的种类
  当受访者被问及他们更倾向于使用哪些种类的控制器时,80%的受访者(2005年只占40%)说他们使用单一回路控制器,39%的受访者选择电子多回路控制器(2005年只占21%),30%的受访者使用基于PC的控制器(2005年只占25%)。有趣的是,气动回路控制器的使用正持续增长,相比于2005年的13%,2007年有21%的用户选择气动回路控制器。对于为什么选择特定的回路控制器,用户们给出了一系列原因,包括老设备的延用、操作员的熟练程度等,低廉的成本是最多被提及的原因。使用独立回路控制器的一个不得已的原因是考虑到独立显示和设置控制能提供一定程度的安全系数(一个故障不会影响到其它回路)以及考虑到不同用途的信号的调制整合。受访者说,如果需要的话,通讯选项仍旧允许集中监控和控制。
  有多少I/O连接
  对于控制器,用户希望有多少输入信号?对于电子单一回路控制器的使用者,54%的用户只需要一个输入信号就够了,25%的用户需要2个输入信号,8%的用户需要3个输入信号,6%的用户需要4个输入信号,2%的用户需要10个或者更多输入信号。对于电子多回路控制器的使用者,需要1个模拟输入信号的使用者仅占10%,23%的用户需要2个输入信号,21%的用户需要4个输入信号,11%的用户需要10个或更多输入信号。对于气动控制器的使用者,60%的用户只需要1个模拟输入信号,14%的用户需要2个输入信号,需要更多输入信号的比例都只是个位数。
  基于PC的控制器用户们通常都需要多个输入信号,仅需要1个输入信号只占10%,24%的用户需要2个输入信号,16%的用户需要8个输入信号,24%的用户需要10个或者更多的输入信号,对其他输入信号个数的需求只是个位数。
  对不同数量输出
    信号的需求原因基本与输入信号一致。对于电子单一回路控制器,55%的用户只需要一个输出信号,27%的用户需要2个输出信号,对其他数量的输出信号的需求都不超过8%。对于电子多回路控制器的使用者,7%的用户只需要一个模拟输出,38%的用户需要2个输入信号,12%的用户需要3个输入信号,18%的用户需要4个输入信号。对于模拟输入,65%的使用过程回路控制器的用户仅需要一个模拟输出信号,需要更多数量的输出信号的用户很少。
  基于PC的回路控制器的用户中,15%的使用者需要1个模拟输出,19%的使用者需要4个模拟输出,15%的使用者需要10个或更多的模拟输出。
  不是所有的用户都需要离散I/O连接,但是大多数用户至少需要1个离散I/O。当问及此事时,74%基于PC的回路控制器用户没有做出回应,或许他们并不需要这种I/O连接。对于那些做出回应的用户,9%的用户需要1个,21%的用户需要2个,14%的用户需要8个,37%的用户需要10个或更多。对于离散输入信号,作出回应的受访者中,20%的电子单一回路控制器用户需要一个离散输出信号,40%的用户需要2个,很少有需要超过2个以上的用户。对于电子多回路控制器的用户,超过65%的人对于离散I/O的需求没有做出回应,而在那些做出回应的用户当中,91%的用户需要1个离散输入信号,7%的用户需要1个离散I/O输出信号,25%的用户需要2个输入信号,34%的用户需要2个输出信号。
  只有26%的基于PC的回路控制器用户回答了关于离散I/O需求的问题,在这些人当中,有7%的用户需要1个离散输入信号9%的用户需要1个输出信号,21%的用户需要2个离散输入信号,18%的用户需要2个离散输出信号。当他们需要离散I/O时,往往需要很多:37%的用户需要10个或者更多的输入信号,32%的用户需要10个或更多的输出信号。
  当问及离散I/O的需求时,只有13%的气动回路控制器用户对此做出了回答。45%的用户不需要离散输入信号,32%的用户不需要离散输出信号。对于需要的用户来说,55%的用户需要1个离散输入信号,32%的用户需要1个离散输出信号,18%的用户需要2个离散输入信号14%的用户需要2个离散输出信号。
  通信协议
  回路控制器带有各种通讯协议。调查涉及了对4-20mA,ARCnet,AS-Interface,ControlNet,DeviceNet,Ethernetprotocol,FOUNDATIONfieldbus,HART,Profibus(PA),Profibus(DP),和Modbus/ModbusRTU的使用。最普遍的是4-20mA信号,79%的回路控制使用它,其中,98%的用户将其用于连接现场设备,30%的用户将其用于控制器之间的连接,17%的用户将其连接至企业系统。
  第二普遍的是Ethernet,有60%的回路控制器使用此协议,其中38%的用户将其用于连接现场设备,65%的用户将其用于控制器之间的连接,71%的用户将其连接至企业系统。排在第三位的是DeviceNet,有28%的回路控制器使用此协议,其中63%的用户将其用于连接现场设备,63%的用户将其用于控制器之间的连接,37%的用户将其连接至企业系统。
  其他的还有HART占19%,ControlNet和Profibus和其他的共同占14%,Foundationfieldbus和Profibus(DP)分别占13%和12.5%。
  当让用户从列表中选择其回路控制器的供应商时,41%的用户选择了霍尼韦尔,22%的用户选择了ABB仪表,21%的用户选择罗克韦尔自动化,20%的用户选择RedLionControls,艾默生、OmegaEngineering、和欧姆龙的产品占了17%。其他供应商还包括西门子、AutomationDirect、MooreIndustries、GEFanuc、JohnsonControls、Chromalox、倍加福、施耐德电气、富士电气、三菱电气自动化、Burkert、BristolBabcock、andIntelligentInstrumentation。
  当问及在未来12个月对独立回路控制器的采购计划时,15%的回复者说他们将计划购买更多的独立回路控制器,55%的回复者说他们的采购量不会有变化,30%的回复者说他们的采购量将减少。
  用户们需要什么
  当用户被要求对回路控制器的性能给予非常重要、重要、不重要的评价时,PID受到了最广泛的好评。92%的用户认为PID是非常重要的(60%)或重要的(32%)。
  排在第二位的是外部通信能力,38%的用户认为其很重要,42%的用户认为其重要,共占80%。排在第三位的是用户初始化自整定功能,23%的用户认为其很重要,56%的用户认为其重要,共占79%。下一位是简单连锁的预防功能,53%的用户认为其重要,21%的用户认为其很重要。连续整定功能共占72%,其中47%的用户认为其重要,26%的用户认为其很重要。
  有51%的受访者认为多层警报优先级是重要的,19%的受访者认为其很重要,共占70%,但其中30%的受访者认为其将来是不重要的。
  68%的受访者勾选了自适应控制,其中41%的受访者认为其重要,26%的受访者认为其很重要。51%的受访者认为对等网络通讯是重要的,14%认为其很重要。63%的受访者选择了不同配置的存储空间和重复调用功能,其中53%的受访者认为其重要,10%的受访者认为其很重要。
  多重回路控制器应该具有丰富的来源,63%的受访者认为在将来这一点是重要的,17%的受访者认为其很重要。
  48%的受访者认为前馈功能是重要的,13%的受访者认为其很重要,共占61%,但是37%的受访者认为其不重要。38%的受访者认为串级控制是重要的,16%的受访者认为其很重要,共占54%。
  64%的受访者认为模糊逻辑是不重要的,29%的受访者认为其重要,只有7%的受访者认为其很重要。对Fieldbus的看法比较均衡,50%的受访者认为其不重要,37%的受访者认为其重要,13%的受访者认为其很重要,也占50%。
  软件控制能力
  受访者普遍对单一回路控制器的软件编程或设置表示满意(91%):其中70%的受访者比较满意,21%的受访者很满意,另外9%的受访者不满意,1%的受访者很不满意。
  对于如何对回路控制器编程和设置,62%的受访者直接在控制器上编程和设置,27%的受访者通过将电脑连接到控制器上然后本地进行编程和设置,11%的受访者远程编程和设置。
  有些情况下,例如流程很难稳定,或者在维护时,将控制器开环运行(手动操作)比闭环运行更合适。这种做法虽然放弃了闭环控制器的优点,而且最好不要发生,但是有时候,开环运行是无法避免的。大多数(71%)的受访者反映,他们的回路控制器中有略低于20%是开环运行的,12%的受访者反映20%到39%的回路控制器是开环运行的,6%的受访者反映40%到59%的回路控制器是开环运行的,只有1%的受访者反映60%到79%、80%到89%或90%到100%的回路控制器是开环运行的。8%的受访者并不知道他们有多少回路控制器是在手动运行着。在受访者当中,24%的说他们每天都会检查独立回路控制器,确保其闭环运行,14%的受访者每周检查一次,11%的受访者每月检查一次,12%的受访者每年检查几次,39%的受访者并不知道其多久检查一次。
  控制器选型的软件工具
  霍尼韦尔的网站上提供了产品选型软件和一种用于同类控制其对比的表格。这个选型工具可以针对程序数目、每个程序包含段数、数据存储量、控制回路数、控制输出、模拟输入、数字输入、输入类型以及数字和辅助输出进行选择。其他选项还包括精度、自动整定、通讯、体积、前面板格式、注释、通用电源以及合格证。
  通用过程控制器
  ABB公司的C310壁挂式导管安装通用过程控制器是通用的单一回路控制器,内置于具有IP66和NEMA4X防水防尘等级的现场安装外壳内。在安装和对过程设备升级的时候,没有必要额外配备昂贵的安装盘。C310可以在任何平面或管道上安装,通过其下方的电缆引入装置引出电气连接。它具有丰富的标准控制及I/O接口,允许在大多数情况下快速设置。
  单一回路控制器
  Allen-BradleyBulletin900型单一回路电子温度/过程控制器集成了热电偶和RTD(电阻温度检测器)感应能力,将开关信号或者模拟信号传递给全局温度控制器,只须一台,就可以满足多重温度应用的需求。而且,还有带有模拟输入以及开关信号和模拟信号输出的900-TC16和900-TC8控制器可供选择。它的特点包括自整定PID控制、触觉反馈和11段LED显示。用户可以使用键盘和显示器使控制器从手动操作转换位自动控制,而无须中断系统。此单元可以通过免费设置软件与PC机连接,RS-485接口可供选择,带有ModbusRTU伺服协议。尺寸是1/8DIN(900-TC8),1/16DIN(900-TC16),and1/32DIN(900-TC32)。
  模块化控制器
  RedLion公司的DIN导轨安装标准控制器系列将多区域PID控制、数据采集和I/O连接集成到PC、DCS或者PLC控制中。通过使用点击式内嵌数据表和以太网驱动器,控制数据可以对PLC寄存器进行存取,无需编写PLC代码。所有的的组件都支持热插拔,监控器会自动完成组件更替。此产品的最新版本是CSOUT模拟输出标准模块,提供了4个独立的模拟输出,每一个都可以单独设置,其输出区间为0-5V,0-10V, /-10V,0-20mA,或4-20mA.
  回路控制器单独工作或者集成在系统之中
  FoxboroA2T2550将多回路过程控制器和I/O端子集成在一个可扩展单元上,可以独立配置,或者作为中央控制网络的一部分。可以方便地接入控制或工厂网络,即使网络连接断开,它也可以继续控制过程。每个单元都具有2个过程控制器,可以单独工作,也可以冗余工作,无需在对系统作冗余处理。标准的T2550控制和I/O基板也可以安装多大16张I/O卡,可以热插拔,不会影响现场布线和其他I/O端子。带有自动转换、冗余电源和冗余网络连接的冗余处理器特别适用于多极控制器模式。控制策略以IEC-61131工具图示,包括功能框图、有序功能图、结构文本以及PID和进介控制。同时提供了功能模块库以加速开发。
  集成的控制回路功能
  Watlow公司的EZ-ZonePM控制器将PID和上下限功能以及大电流无弧开关输出集中在一块安装面板上,节省了空间,简化了系统。此单元可以作为带整定功能的离散PID控制器、离散上下限控制器或集成控制回路解决方案。它可以通过EIA-485(RS-485)、-232、EtherNet/IP或 
者ModbusTCP进行通讯,完成远程设置、管理和系统性能监控。其他功能包括启动电流测量功能、远程设置点、rampsoak程序设定能力和控制变量中继功能。
  单一回路控制器、良好的工作干扰
  横河电机公司的YS1000型单一回路控制器是YS80/YS100系列的后续产品,并与之兼容。改进包括可设置颜色的LCD,便于用户显示信息,提高了警报的可视性、缩减的体积(25cm高,1.6千克)、Ethernet通讯功能、ModbusRRU和ModbusTCP和对等网、带监控系统的连通性管理、双核CPU以及菜单管理。
  具有独立模糊逻辑的双区控制器
  OmegaEngineering公司的1/32DINCN79000双区控制器在每一个区域都可以独立设置,并具有独立的模糊逻辑、自整定和峰谷监控。其他特点包括带可视键盘的双显示、极具竞争力的5种热电偶输入类型和免费的软件。可选功能是RS-485串口通讯组件。它适用于食品处理、发动机测试、HVAC、实验室、暴雨水位、水或者化学试剂罐、熟料成型、空气炉或者任何温度控制场所。
  可升级的多回路控制器
  欧姆龙公司的EJ1温度控制组件与CJ系列PLC同样大小,可以将PLC、可编程终端或PC作为其上位机。每一个组件都可以有2或者4个回路,通过为每一个回路提供可选的热电偶、RTU、模拟电压和模拟电流输入,便可以组成具有256个回路的系统。RS-485通讯接口可以减少布线。
  多变量液位控制器
  罗斯蒙特3095型多变量控制器是一个多变量的、基于微处理器的、模拟和数字输出的单一回路液位控制器。它直接测量压差,并在参考点上处理储罐液位的不同过程变量。此液位控制器使用在控制函数中使用液位变量来计算控制输出。控制函数是一个PID算法,它的输出是4-20mA的模拟信号。通过HART进行数字通讯,可以获得此4-20mA输出信号的数字表示。可选过程变量可以作为辅助HART过程变量。通过HART可以获得的过程变量是液位、压差(DP)、控制输出(CO)和过程温度(PT).
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