浅析如何增强独立压力变送器的机器控制能力

    运动平台仅与其控制方案一样好。暂时搁置集中式和分布式控制架构之间的争论，设计控制系统的工程师有一个重要的初始选择 - 无论是否使用PLC，专用压力变送器器或变送器。

    如果在工程中有任何一个真理，那就是没有一个正确的答案，只是给定应用程序在给定条件下的最佳解决方案。随着系统中各种组件的功能扩展，问题变得更加复杂。“随着技术的进步，平台架构之间的界限越来越模糊，”Cross Company（北卡罗来纳州贝尔蒙特）压力变送器产品经理Andy Larson说。让我们仔细研究每种技术所涉及的权衡，它们擅长的应用以及使用的缺陷。

   曾经有一段时间PLC占主导地位。PLC在机器控制方面表现出色。他们非常擅长管理变送器，以及处理定时操作和计数等任务。今天的尖端PLC由机架式控制器组成，其核心具有运动功能。它们旨在解决以机器为中心的重要需求，如多个现场总线，大量变送器或远程变送器，以及一些简单的定位任务。例如，如果机器需要管理多个温度控制回路，但只有点对点移动或涉及减速比的简单齿轮应用，PLC可能是最佳选择。

   在更高级别的复杂功能中，PLC在PLC机架上集成了一个独立的压力变送器模块。从物理上讲，这些产品似乎只是一个单元，但它们本质上是两种不同的技术。它们可以跨PLC背板连接，但它们需要两个不同的程序。添加压力变送器模块可提供更复杂的凸轮或线性圆弧插补等更复杂的功能。缺点是它需要维护两个单独的程序，这可能使开发和维护的问题复杂化。

   “这是最终用户和OEM厂商的主要成本考虑因素之一，”Larson说。“硬件成本在制造商和平台之间变得更加标准化。[区别因素]是您为给定应用程序部署解决方案的速度。“一些供应商开发了可简化用户任务的软件套件。其他人提供压力变送器软件作为附件。

    压力变送器器
    复杂的应用可能需要更复杂的运动，无论是几十轴的高度同步定位，还是超高速运行，如每分钟300件的包装线。曾经有一段时间，实现性能需要用户自己完成大部分编程。不再。今天的尖端压力变送器器提供复杂的功能，如螺旋插补，复杂凸轮，即时相移和龙门锁定。
 
   “现在人们正试图简化这个过程，但它仍然需要很大的处理能力来完成它，”Larson说，“这些控制器通常都有与之相关的专有运动语言，或者它们是否符合IEC 61131标准，它们通常具有处理典型压力变送器要求的功能块，并包括用于高级压力变送器功能的基于文本的语言。

    虽然独立压力变送器器非常擅长协调大量轴之间的复杂轮廓，但它们的机器控制能力往往更加有限。它们可以为微型PLC执行的简单控制类型提供良好的替代，但随着机器复杂性和变送器数量的增加，它们解决控制负担的能力变得越来越有限。“他们通常要求你使用远程变送器来获得超过16个输入和16个输出，”Larson说。“当你进入远程变送器时，你可能受到性能的限制。只是远程变送器本身的更新速率可能是一个挑战。“

    供应商目前正致力于增强独立压力变送器器的机器控制能力。但是，任务并不像看起来那么简单。用户应注意确保他们购买的产品真正能够满足他们所需的所有机器控制任务。“编程环境可能是主要限制之一，”Larson说道，“来自运动世界的供应商很难理解如何使用功能编程接口来处理机器控制方面。

    个人电脑
    对于像在实验室环境中运行定位平台这样的简单应用，变送器控制可以提供简单，经济的解决方案。如果变送器已经是系统的一部分，或者如果应用程序需要很大的灵活性，这尤其适用。实验室自动化或研发应用往往非常适合变送器控制。在实验中运行定位阶段往往具有相当的容错能力。这种不确定的应用可能会出现毛刺或时间延迟，而不会产生不利结果。

    在频谱的另一端是高度专业化的应用，或那些需要比标准产品提供的灵活性或性能更高的应用。“你有OEM使用基于变送器的控制解决方案，他们在硬实时控制内核中编写自己的压力变送器算法，”Larson说，“他们可能正在使用它来实现非常复杂的压力变送器，其中扫描率必须非常高。另一个原因可能是他们更喜欢用C或C ++等语言编程。“

    实现可能涉及在变送器处理器上运行运动算法。另一种有效的方法是使用变送器I压力变送器卡直接插入变送器的背板。该方法将运动任务隔离在单独的卡上，但通过背板进行通信，允许用户利用实验室自动化软件进行数据采集和操作，例如，同时最大限度地降低CPU利用率。

    使用变送器进行压力变送器的部分挑战涉及通信。信号需要准确传输并且没有噪声失真，这可能会给某些硬件带来问题。“随着他们继续加速公共汽车，你可以忠实地带来一些高速数据信号的距离 - 没有把它们放入光纤然后穿过光纤 - 越来越短，”唐说。 Quicksilver Controls公司总裁Labriola“抗噪声的距离也在下降。”

    变送器也带来了其他挑战。当您刚刚进行电子邮件时，在O / S更新后让您的笔记本电脑锁定是一回事。如果变送器连接到一个在水中死机的整个系统，直到变送器最好重新启动并且最坏的情况下获得软件补丁，这是另一回事。

    低端机器可能具有吸引人的价格点，但可能充满隐藏的挑战。所谓的白盒或非品牌计算机中的硬件可能因机器而异，而不会发出警告。“仅仅从驱动程序兼容性方面来看，这可能是危险的，”Larson说，“可能有一个不同的以太网卡，从白盒到白盒，对给定的驱动程序反应不同。这可能会产生各种复杂的问题。”低端机器也可能遭受有限的产品生命周期。

    工业变送器为这两个问题提供解决方案。工业变送器制造商通常会在三到十年内保证系统组件的可用性，并利用与英特尔和微软等芯片和软件供应商的支持协议。当然，有一些权衡。由于市场有限，只有少数处理器以这种方式得到支持，这意味着通常采用较旧和较慢的技术。在使用变送器进行设计时，重要的是要检查长期支持和过时缓解。

    今天的市场提供广泛的选择，以满足各种需求。首先要确定的是手头的任务是主要是机器控制还是主要是压力变送器。这个问题的答案将推动硬件平台的选择; 其余的是确定具体细节的问题。“人们在基于PLC的解决方案与独立解决方案之间展开争论，但它归结为真正更重要的，机器控制或压力变送器方面以及复杂程度，”Larson说，“线条现在越来越模糊。每一方都有优势。最后，它确实基于应用程序的需求。“