發布日期：2022-07-14 點擊率：84
過程回路可以由多種器件控制。對用戶的調查顯示：單一回路控制器的使用越來越多，在未來12個月里，采購額將會有70%甚至更多的增加。
過程回路可以由多種器件控制：單一回路或者多重回路控制器，基于PC的控制器或氣動控制器。由Control Engineering 和Reed Research Group在2007年進行的單一回路控制器的調查顯示了哪種器件最受用戶歡迎，以及受歡迎的原因。
59%的受訪者使用單一回路控制器，其中有57%用于工廠，23%用于工廠和OEM，20%只用于OEM。除了單一回路控制器，工廠中所有控制回路中還使用了其他控制器，包括可編程功能邏輯控制器（PLCs）、可編程自動化控制器（PACs）或者分散控制系統。超過一半的受訪者（51%）反映其工廠中單一回路控制器的比例少于20%，27%的受訪者反映其工廠中的單一回路控制使用量在20%和59%之間，12%的受訪者反映其工廠中的單一回路控制使用量在80%和100%之間。
單一回路控制器當然并不適用于每一種應用。一個受訪說道：“我們只在DCS和PLC不便于投運的情況下才選擇單一回路控制器。”
2007年，Con trol Engineering雜志對其訂閱者進行了調查，42%的受訪者將循環控制器使用于連續流程，36%的受訪者將回路控制器同時用于批處理和連續流程，27%的受訪者將回路控制器用于公用服務，11%的受訪者僅將回路控制器用于批處理。
應用
42%的受訪者使用回路控制器來保證持續生產。其中一個受訪者說道：“典型應用包括帶4-20mA輸出的流量傳感器，與流程控制器連接，用于水或者廢水的流量控制。”另一個用戶將回路控制器用于“廣泛的溫度、壓力以及蒸餾罐和反應堆的流量控制。”
11%的受訪者使用回路控制器進行批處理作業，例如“化合物的批處理和塑料零件的擠壓。”
36%的受訪者將回路控制器應用于持續生產和批處理兩種應用。受訪者之一說他們在動物飼料混合以及寵物食品連續液體噴覆時使用回路控制器。
27%的受訪者將回路控制器用于公用服務，其中一個人說道：“在過去6個月，我使用回路控制器完成了多項簡單的公用設施項目，包括燃料油溫度控制、水溫控制和罐溫度控制。”
17%的受訪者將回路控制器使用于離散制造。一個受訪者將回路控制器使用于帶有水壓控制系統的機器人技術；另一個受訪者將回路控制器應用于伺服液壓控制測試機，用以汽車零件或整車結構的耐久度檢測；還有一個受訪者說道：“我們正在使用這些回路控制器完成一個齒輪測量工程。”
從2005至今，用戶對單一回路控制器的選擇已經發生了變化，2007年80%的受訪者使用單一回路控制器（2005年占40%），39%的受訪者使用電子多回路控制器（2005年占21%），30%的受訪者使用基于PC的控制器（2005年占25%）。有趣的是，氣動回路控制器的使用似乎在增長，21%的受訪者使用氣動回路控制器（2005年占13%）。
應用控制器的種類
當受訪者被問及他們更傾向于使用哪些種類的控制器時，80%的受訪者（2005年只占40%）說他們使用單一回路控制器，39%的受訪者選擇電子多回路控制器（2005年只占21%），30%的受訪者使用基于PC的控制器（2005年只占25%）。有趣的是，氣動回路控制器的使用正持續增長，相比于2005年的13%，2007年有21%的用戶選擇氣動回路控制器。對于為什么選擇特定的回路控制器，用戶們給出了一系列原因，包括老設備的延用、操作員的熟練程度等，低廉的成本是最多被提及的原因。使用獨立回路控制器的一個不得已的原因是考慮到獨立顯示和設置控制能提供一定程度的安全系數（一個故障不會影響到其它回路）以及考慮到不同用途的信號的調制整合。受訪者說，如果需要的話，通訊選項仍舊允許集中監控和控制。
有多少I/O連接
對于控制器，用戶希望有多少輸入信號？對于電子單一回路控制器的使用者，54%的用戶只需要一個輸入信號就夠了，25%的用戶需要2個輸入信號，8%的用戶需要3個輸入信號，6%的用戶需要4個輸入信號，2%的用戶需要10個或者更多輸入信號。對于電子多回路控制器的使用者，需要1個模擬輸入信號的使用者僅占10%，23%的用戶需要2個輸入信號，21%的用戶需要4個輸入信號，11%的用戶需要10個或更多輸入信號。對于氣動控制器的使用者，60%的用戶只需要1個模擬輸入信號，14%的用戶需要2個輸入信號，需要更多輸入信號的比例都只是個位數。
基于PC的控制器用戶們通常都需要多個輸入信號，僅需要1個輸入信號只占10%，24%的用戶需要2個輸入信號，16%的用戶需要8個輸入信號，24%的用戶需要10個或者更多的輸入信號，對其他輸入信號個數的需求只是個位數。
對不同數量輸出信號的需求原因基本與輸入信號一致。對于電子單一回路控制器，55%的用戶只需要一個輸出信號，27%的用戶需要2個輸出信號，對其他數量的輸出信號的需求都不超過8%。對于電子多回路控制器的使用者，7%的用戶只需要一個模擬輸出，38%的用戶需要2個輸入信號，12%的用戶需要3個輸入信號，18%的用戶需要4個輸入信號。對于模擬輸入，65%的使用過程回路控制器的用戶僅需要一個模擬輸出信號，需要更多數量的輸出信號的用戶很少。
基于PC的回路控制器的用戶中，15%的使用者需要1個模擬輸出，19%的使用者需要4個模擬輸出，15%的使用者需要10個或更多的模擬輸出。
不是所有的用戶都需要離散I/O連接，但是大多數用戶至少需要1個離散I/O。當問及此事時，74%基于PC的回路控制器用戶沒有做出回應，或許他們并不需要這種I/O連接。對于那些做出回應的用戶，9%的用戶需要1個，21%的用戶需要2個，14%的用戶需要8個，37%的用戶需要10個或更多。對于離散輸入信號，作出回應的受訪者中，20%的電子單一回路控制器用戶需要一個離散輸出信號，40%的用戶需要2個，很少有需要超過2個以上的用戶。對于電子多回路控制器的用戶，超過65%的人對于離散I/O的需求沒有做出回應，而在那些做出回應的用戶當中，91%的用戶需要1個離散輸入信號，7%的用戶需要1個離散I/O輸出信號，25%的用戶需要2個輸入信號，34%的用戶需要2個輸出信號。
只有26%的基于PC的回路控制器用戶回答了關于離散I/O需求的問題，在這些人當中，有7%的用戶需要1個離散輸入信號9%的用戶需要1個輸出信號，21%的用戶需要2個離散輸入信號，18%的用戶需要2個離散輸出信號。當他們需要離散I/O時，往往需要很多：37%的用戶需要10個或者更多的輸入信號，32%的用戶需要10個或更多的輸出信號。
當問及離散I/O的需求時，只有13%的氣動回路控制器用戶對此做出了回答。45%的用戶不需要離散輸入信號，32%的用戶不需要離散輸出信號。對于需要的用戶來說，55%的用戶需要1個離散輸入信號，32%的用戶需要1個離散輸出信號，18%的用戶需要2個離散輸入信號14%的用戶需要2個離散輸出信號。
通信協議
回路控制器帶有各種通訊協議。調查涉及了對4-20mA, ARCnet, AS-Interface,ControlNet, DeviceNet, Ethernet protocol, FOUNDATION fieldbus,HART,Profibus （PA）, Profibus （DP）, 和Modbus/Modbus RTU的使用。最普遍的是4-20mA信號，79%的回路控制使用它，其中，98%的用戶將其用于連接現場設備，30%的用戶將其用于控制器之間的連接，17%的用戶將其連接至企業系統。
第二普遍的是Ethernet，有60%的回路控制器使用此協議，其中38%的用戶將其用于連接現場設備，65%的用戶將其用于控制器之間的連接，71%的用戶將其連接至企業系統。排在第三位的是DeviceNet，有28%的回路控制器使用此協議，其中63%的用戶將其用于連接現場設備，63%的用戶將其用于控制器之間的連接，37%的用戶將其連接至企業系統。
其他的還有HART占19%，ControlNet和Profibus和其他的共同占14%，Foundation fieldbus 和 Profibus （DP） 分別占13% 和 12.5%。
當讓用戶從列表中選擇其回路控制器的供應商時，41%的用戶選擇了霍尼韋爾，22%的用戶選擇了ABB儀表，21%的用戶選擇羅克韋爾自動化，20%的用戶選擇Red Lion Controls，艾默生、Omega Engineering、和歐姆龍的產品占了17%。其他供應商還包括西門子、AutomationDirect、Moore Industries、GE Fanuc、Johnson Controls、Chromalox、倍加福、施耐德電氣、富士電氣、三菱電氣自動化、Burkert、Bristol Babcock、and Intelligent Instrumentation。
當問及在未來12個月對獨立回路控制器的采購計劃時，15%的回復者說他們將計劃購買更多的獨立回路控制器，55%的回復者說他們的采購量不會有變化，30%的回復者說他們的采購量將減少。
用戶們需要什么
當用戶被要求對回路控制器的性能給予非常重要、重要、不重要的評價時，PID受到了最廣泛的好評。92%的用戶認為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%的用戶認為其很重要，42%的用戶認為其重要，共占80%。排在第三位的是用戶初始化自整定功能，23%的用戶認為其很重要，56%的用戶認為其重要，共占79%。下一位是簡單連鎖的預防功能，53%的用戶認為其重要，21%的用戶認為其很重要。連續整定功能共占72%，其中47%的用戶認為其重要，26%的用戶認為其很重要。
有51%的受訪者認為多層警報優先級是重要的，19%的受訪者認為其很重要，共占70%，但其中30%的受訪者認為其將來是不重要的。
68%的受訪者勾選了自適應控制，其中41%的受訪者認為其重要，26%的受訪者認為其很重要。51%的受訪者認為對等網絡通訊是重要的，14%認為其很重要。63%的受訪者選擇了不同配置的存儲空間和重復調用功能，其中53%的受訪者認為其重要，10%的受訪者認為其很重要。
多重回路控制器應該具有豐富的來源，63%的受訪者認為在將來這一點是重要的，17%的受訪者認為其很重要。
48%的受訪者認為前饋功能是重要的，13%的受訪者認為其很重要，共占61%，但是37%的受訪者認為其不重要。38%的受訪者認為串級控制是重要的，16%的受訪者認為其很重要，共占54%。
64%的受訪者認為模糊邏輯是不重要的，29%的受訪者認為其重要，只有7%的受訪者認為其很重要。對Fieldbus的看法比較均衡，50%的受訪者認為其不重要，37%的受訪者認為其重要，13%的受訪者認為其很重要，也占50%。
軟件控制能力
受訪者普遍對單一回路控制器的軟件編程或設置表示滿意（91%）：其中70%的受訪者比較滿意，21%的受訪者很滿意，另外9%的受訪者不滿意，1%的受訪者很不滿意。
對于如何對回路控制器編程和設置，62%的受訪者直接在控制器上編程和設置，27%的受訪者通過將電腦連接到控制器上然后本地進行編程和設置，11%的受訪者遠程編程和設置。
有些情況下，例如流程很難穩定，或者在維護時，將控制器開環運行（手動操作）比閉環運行更合適。這種做法雖然放棄了閉環控制器的優點，而且最好不要發生，但是有時候，開環運行是無法避免的。大多數（71%）的受訪者反映，他們的回路控制器中有略低于20%是開環運行的，12%的受訪者反映20%到39%的回路控制器是開環運行的，6%的受訪者反映40%到59%的回路控制器是開環運行的，只有1%的受訪者反映60%到79%、80%到89%或90%到100%的回路控制器是開環運行的。8%的受訪者并不知道他們有多少回路控制器是在手動運行著。在受訪者當中，24%的說他們每天都會檢查獨立回路控制器，確保其閉環運行，14%的受訪者每周檢查一次，11%的受訪者每月檢查一次，12%的受訪者每年檢查幾次，39%的受訪者并不知道其多久檢查一次。
控制器選型的軟件工具
霍尼韋爾的網站上提供了產品選型軟件和一種用于同類控制其對比的表格。這個選型工具可以針對程序數目、每個程序包含段數、數據存儲量、控制回路數、控制輸出、模擬輸入、數字輸入、輸入類型以及數字和輔助輸出進行選擇。其他選項還包括精度、自動整定、通訊、體積、前面板格式、注釋、通用電源以及合格證。
通用過程控制器
ABB公司的C310壁掛式導管安裝通用過程控制器是通用的單一回路控制器，內置于具有IP66和NEMA4X防水防塵等級的現場安裝外殼內。在安裝和對過程設備升級的時候，沒有必要額外配備昂貴的安裝盤。C310可以在任何平面或管道上安裝，通過其下方的電纜引入裝置引出電氣連接。它具有豐富的標準控制及I/O接口，允許在大多數情況下快速設置。
單一回路控制器
Allen-Bradley Bulletin 900型單一回路電子溫度/過程控制器集成了熱電偶和RTD（電阻溫度檢測器）感應能力，將開關信號或者模擬信號傳遞給全局溫度控制器，只須一臺，就可以滿足多重溫度應用的需求。而且，還有帶有模擬輸入以及開關信號和模擬信號輸出的900-TC16和900-TC8控制器可供選擇。它的特點包括自整定PID控制、觸覺反饋和11段LED顯示。用戶可以使用鍵盤和顯示器使控制器從手動操作轉換位自動控制，而無須中斷系統。此單元可以通過免費設置軟件與PC機連接，RS-485接口可供選擇，帶有Modbus RTU伺服協議。尺寸是1/8 DIN （900-TC8）,1/16 DIN （900-TC16）, and 1/32 DIN （900-TC32）。
模塊化控制器
Red Lion公司的DIN導軌安裝標準控制器系列將多區域PID控制、數據采集和I/O連接集成到PC、DCS或者PLC控制中。通過使用點擊式內嵌數據表和以太網驅動器，控制數據可以對PLC寄存器進行存取，無需編寫PLC代碼。所有的的組件都支持熱插拔，監控器會自動完成組件更替。此產品的最新版本是CSOUT模擬輸出標準模塊，提供了4個獨立的模擬輸出，每一個都可以單獨設置，其輸出區間為0-5 V, 0-10 V,+/-10 V, 0-20 mA, 或 4-20 mA.
回路控制器單獨工作或者集成在系統之中
Foxboro A2 T2550將多回路過程控制器和I/O端子集成在一個可擴展單元上，可以獨立配置，或者作為中央控制網絡的一部分。可以方便地接入控制或工廠網絡，即使網絡連接斷開，它也可以繼續控制過程。每個單元都具有2個過程控制器，可以單獨工作，也可以冗余工作，無需在對系統作冗余處理。標準的T2550 控制和I/O基板也可以安裝多大16張I/O卡，可以熱插拔，不會影響現場布線和其他I/O端子。帶有自動轉換、冗余電源和冗余網絡連接的冗余處理器特別適用于多極控制器模式。控制策略以IEC-61131工具圖示，包括功能框圖、有序功能圖、結構文本以及PID和進介控制。同時提供了功能模塊庫以加速開發。
集成的控制回路功能
Watlow公司的 EZ-Zone PM控制器將PID和上下限功能以及大電流無弧開關輸出集中在一塊安裝面板上，節省了空間，簡化了系統。此單元可以作為帶整定功能的離散PID控制器、離散上下限控制器或集成控制回路解決方案。它可以通過EIA-485（RS-485）、-232、EtherNet/IP或者Modbus TCP進行通訊，完成遠程設置、管理和系統性能監控。其他功能包括啟動電流測量功能、遠程設置點、ramp soak程序設定能力和控制變量中繼功能。
單一回路控制器、良好的工作干擾
橫河電機公司的YS1000型單一回路控制器是YS80/YS100系列的后續產品，并與之兼容。改進包括可設置顏色的LCD，便于用戶顯示信息，提高了警報的可視性、縮減的體積（25cm高，1.6千克）、Ethernet通訊功能、Modbus RRU和Modbus TCP和對等網、帶監控系統的連通性管理、雙核CPU以及菜單管理。
具有獨立模糊邏輯的雙區控制器
Omega Engineering公司的1/32 DIN CN79000雙區控制器在每一個區域都可以獨立設置，并具有獨立的模糊邏輯、自整定和峰谷監控。其他特點包括帶可視鍵盤的雙顯示、極具競爭力的5種熱電偶輸入類型和免費的軟件。可選功能是RS-485串口通訊組件。它適用于食品處理、發動機測試、HVAC、實驗室、暴雨水位、水或者化學試劑罐、熟料成型、空氣爐或者任何溫度控制場所。
可升級的多回路控制器
歐姆龍公司的EJ1溫度控制組件與CJ系列PLC同樣大小，可以將PLC、可編程終端或PC作為其上位機。每一個組件都可以有2或者4個回路，通過為每一個回路提供可選的熱電偶、RTU、模擬電壓和模擬電流輸入，便可以組成具有256個回路的系統。RS-485通訊接口可以減少布線。
多變量液位控制器
羅斯蒙特3095型多變量控制器是一個多變量的、基于微處理器的、模擬和數字輸出的單一回路液位控制器。它直接測量壓差，并在參考點上處理儲罐液位的不同過程變量。此液位控制器使用在控制函數中使用液位變量來計算控制輸出。控制函數是一個PID算法，它的輸出是4-20mA的模擬信號。通過HART進行數字通訊，可以獲得此4-20mA輸出信號的數字表示。可選過程變量可以作為輔助HART過程變量。通過HART可以獲得的過程變量是液位、壓差（DP）、控制輸出（CO）和過程溫度（PT).
