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FOXBORO P0926MX
比例+积分控制器
通常称为 PI 控制器,比例 + 积分控制器的输出由比例和积分控制动作的总和组成。
干扰后,积分模式继续增加控制器的输出,直到它消除了所有偏移并将加热器出口温度带回其设。
微分控制方式
微分控制很少用于控制过程,尽管它经常用于运动控制。它对测量噪声非常敏感,使试错调整变得更加困难,而且过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类型的控制回路(例如温度控制)比单使用 PI 控制响应更快。
微分控制模式根据误差的变化率产生输出。如果错误以更快的速度变化,它会产生更多的控制动作;如果误差没有变化,则微分作用为零。此模式具有称为微分时间 (Td) 的可调设置。微分时间设置越大,产生的微分作用越多。但如果微分时间设置过长,则会出现振荡,控制环路不稳定。Td 设置为零有效地关闭微分模式。两个测量单位用于控制器的微分设置:分钟和秒。
FOXBORO FBM206 P0916CQ
高速控制
推动选择现代控制器的另一个特点是能够控制运动和其他高速应用。执行这些功能需要高速 I/O,以及强大的处理器和确定高速任务级的能力。
虽然一些控制器提供多个运动轴之间的协调,但 Paulk 表示,即使是两个轴之间的协调运动通常也需要特殊的硬件和内置控制器功能:
,需要高速输出 (HSO) 模块和高速输入 (HSI) 模块。HSO 模块生成脉冲和方向命令来命令伺服驱动器运行两个或多个伺服电机。这些脉冲和方向命令可以控制各种应用,例如定长切割、缝合和协调的 xy 轴移动。
可编程滚筒开关 (PDS) 和可编程限位开关提供额外的高速控制功能。PDS 能够以高达 1 MHz 的速率监控多个设备,例如编码器。这些输入信号用于以每秒数万次的速率协调和控制输出。这种类型的硬件配置提供了立于控制器扫描时间的运动控制,控制器扫描时间可能因处理器负载而异。
FOXBORO FBM212 P0914XL特点
更准确的生产计划
收集调查生产瓶颈和潜在改进所需的数据,同时实时获取现有设备运行状况的数据,并通过信息和通信技术提供这些数据。
降低升级老化系统的成本
可以分阶段升级老化的客户系统以远程监控大量广泛分散的设备,并根据需要实施客户特定的通信协议以保持兼容性。
实施预防性维护和提高生产质量
这涉及将用于生产的设备运行参数与产品检测和测量数据一起存储,寻找它们之间的相关性,然后将其作为运行参数的反馈。
节省系统集成时间
标记和检查系统记录图像数据,显示标记检查结果异常时,使确定发生了什么和分析原因的任务更加有效。
降低信息系统集成成本
通过连接到 PLC,从设备收集所需数据并将其转发到信息系统,可以为现有设备提供可追溯性。
FOXBORO FBM215
过去的自动化实践是使用可编程逻辑控制器 (PLC) 通过硬接线或网络连接的传感器和执行器实时控制构成制造现场的系统和机器。提高生产率是制造现场的一项持续任务,定期对 PLC 程序进行更改以改善设备操作和性能。此外,使用数字化进一步优化站点的速度正在加快,PLC 以信息的形式收集实时控制中使用的实际数据,然后可以将这些数据与来自信息系统的其他信息一起进行分析。
然而,在与现有的持续改进活动并行开展新的数字化计划时会出现问题,包括与现有 PLC 程序变更、与信息系统的连接以及所用数据的可见性相关的风险。安装新设备时,也会出现与现有做法相同的问题。与更改现有 PLC 程序相关的风险是,由于在现有 PLC 和信息系统中添加用于数据交换的程序会减慢控制的实时执行,因此设备将停止运行。由于控制(传统 PLC 的功能)在 HX 系列上的执行速度更快,因此避免了因添加与信息系统交换数据的程序而带来的风险。同时,通过将PLC功能实现为软件,利用信息和通信技术,灵活地进行程序更改,解决了与信息系统的连接和所用数据的可见性等其他问题,从而提供了新的物联网的特征- 可以与信息系统互操作的就绪控制器。HX 系列物联网就绪控制器还包括一个用于站点控制器的 OT 集线器适配器,该适配器连接到信息系统的 Hitachi Data Hub 软件。这提供了信息系统和现场安装的 HX 系列控制器之间的双向通信。这反过来又提供了对制造现场数据的访问,并通过信息系统的反馈实现了优化。
日立推出的另一款产品是 HF-W/IoT 系列,它提供了一种进一步优化生产设施的方法。这是一款物联网就绪控制器,集成了在 HF-W 系列工业计算机上运行的软件 PLC,Hitachi 已经提供了 20 年的产品。HF-W/IoT 系列可同时运行 Windows *1应用程序和 PLC 功能,可用于实现制造数字化,包括现场数据收集、通过与信息系统的连接使用数据以及制造现场的优化处理站点数据并将其用于反馈。
控制器连接
P0916DC在控制技术与外部市场的技术相互融合和融合的同时,它们之间的联系也变得更加紧密。控制系统已经从单个组件的集合演变为集成的智能网络。这些趋势暗示了该行业的发展方向,但并非总是如此。
在被称为现场总线战争的时期,供应商采用了串行总线 I/O 的概念,并通过各种通信媒体和协议来运行它,每一个都试图 将它们的组合确立为主导标准。在此期间,以太网作为替代方案被提出,导致更多 I/O 控制标准的诞生。以太网还引入了自动化通信模型的另一种演变,因为它允许与业务系统集成的方式。自动化不再是单一的控制网络,而是成为网络网络的一部分。随着 TCP/IP 成为万维网的标准,用于控制的以太网的引入为实现工业物联网 (IIoT) 和其他依赖高度连接的分布式系统的工业 4.0 目标铺平了道路。
从组件到串行总线再到互连网络的演变不仅仅是为了更快的通信。趋势是在不同的系统之间建立更大的连接。在标准和协议促进广泛交流的地方,它们已在工业控制平台中得到广泛采用。
当前的示例包括边缘控制器的出现,P0916DC将实时控制与面向 Web 的技术相结合,以便与业务应用程序和基于云的系统进行本机交互。这种趋势还体现在对机器对机器 (M2M) 通信标准的日益支持,例如 消息队列遥测传输 (MQTT) 和 OPC-UA。
FOXBORO控制器模块
与集成周期交织在一起的是异花授粉的平行趋势:来自工业控制市场之外的技术创新正在进入控制器。继续总线 I/O 的历史,我们可以看到这种趋势如何导致新控制器选项的开发。
串行总线 I/O 导致并行 I/O 总线和其他解决方案,使小型和微型计算机与 I/O 交互。然而,这也激发了立 I/O 通信处理器的想法,它将 I/O 与计算机分离,允许任何具有通信端口的东西与其交互。
随着 I/O 模块和 I/O 处理器的改进,这些早期的混合控制器能够提供模拟信号处理选项,这在当时仅存在于分布式控制系统 (DCS) 中。由于梯形图逻辑——被 PLC 用作编程语言——并不是为处理模拟数据格式而设计的,这导致了混合控制器的新编程语言。
然后低成本的 IBM-PC 替代品开始涌入市场。由于当时 PC 仍然是混合动力系统的主要控制选项,这引起了人们对可靠性的担忧。供应商开发工业强化替代方案是有意义的,它将早期混合解决方案的 I/O、网络和编程组件具体化为一个系统,后来被称为 PAC。由于 PAC 使用与 PC 相同的处理器,因此它们能够提供一个功能集,填补了低成本、基于 PLC 的离散控制和高成本、基于 DCS 的过程自动化之间的空白。
值得注意的是,高科技业务和消费 PC 市场的创新如何为工业控制的发展带来机遇。随着运营技术 (OT) 领域越来越多地与信息技术领域融合,这种趋势正在加速。例如,它出现在近年来进入市场的移动解决方案浪潮中。它还体现在对大数据、云分析和机器学习 (ML) 支持的推动中,这些技术起源于工业自动化之外。
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