淺析如何增強(qiáng)獨(dú)立壓力變送器的機(jī)器控制能力
產(chǎn)品說明：從物理上講，這些產(chǎn)品似乎只是一個(gè)單元，但它們本質(zhì)上是兩種不同的技術(shù)。它們可以跨PLC背板連接，但它們需要兩個(gè)不同的程序。添加壓力變送器模塊可提供更復(fù)雜的凸輪或線性圓弧插補(bǔ)等更復(fù)雜的功能。缺點(diǎn)是它需要維護(hù)兩個(gè)單獨(dú)的程序，這可能使開發(fā)和維護(hù)的問題復(fù)雜化。
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產(chǎn)品說明
運(yùn)動(dòng)平臺(tái)僅與其控制方案一樣好。暫時(shí)擱置集中式和分布式控制架構(gòu)之間的爭(zhēng)論，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的工程師有一個(gè)重要的初始選擇 - 無論是否使用PLC，專用壓力變送器器或變送器。
如果在工程中有任何一個(gè)真理，那就是沒有一個(gè)正確的答案，只是給定應(yīng)用程序在給定條件下的最佳解決方案。隨著系統(tǒng)中各種組件的功能擴(kuò)展，問題變得更加復(fù)雜。“隨著技術(shù)的進(jìn)步，平臺(tái)架構(gòu)之間的界限越來越模糊，”Cross Company（北卡羅來納州貝爾蒙特）壓力變送器產(chǎn)品經(jīng)理Andy Larson說。讓我們仔細(xì)研究每種技術(shù)所涉及的權(quán)衡，它們擅長(zhǎng)的應(yīng)用以及使用的缺陷。
曾經(jīng)有一段時(shí)間PLC占主導(dǎo)地位。PLC在機(jī)器控制方面表現(xiàn)出色。他們非常擅長(zhǎng)管理變送器，以及處理定時(shí)操作和計(jì)數(shù)等任務(wù)。今天的尖端PLC由機(jī)架式控制器組成，其核心具有運(yùn)動(dòng)功能。它們旨在解決以機(jī)器為中心的重要需求，如多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線，大量變送器或遠(yuǎn)程變送器，以及一些簡(jiǎn)單的定位任務(wù)。例如，如果機(jī)器需要管理多個(gè)溫度控制回路，但只有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)移動(dòng)或涉及減速比的簡(jiǎn)單齒輪應(yīng)用，PLC可能是最佳選擇。
在更高級(jí)別的復(fù)雜功能中，PLC在PLC機(jī)架上集成了一個(gè)獨(dú)立的壓力變送器模塊。從物理上講，這些產(chǎn)品似乎只是一個(gè)單元，但它們本質(zhì)上是兩種不同的技術(shù)。它們可以跨PLC背板連接，但它們需要兩個(gè)不同的程序。添加壓力變送器模塊可提供更復(fù)雜的凸輪或線性圓弧插補(bǔ)等更復(fù)雜的功能。缺點(diǎn)是它需要維護(hù)兩個(gè)單獨(dú)的程序，這可能使開發(fā)和維護(hù)的問題復(fù)雜化。
“這是最終用戶和OEM廠商的主要成本考慮因素之一，”Larson說。“硬件成本在制造商和平臺(tái)之間變得更加標(biāo)準(zhǔn)化。[區(qū)別因素]是您為給定應(yīng)用程序部署解決方案的速度。“一些供應(yīng)商開發(fā)了可簡(jiǎn)化用戶任務(wù)的軟件套件。其他人提供壓力變送器軟件作為附件。
壓力變送器器
復(fù)雜的應(yīng)用可能需要更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，無論是幾十軸的高度同步定位，還是超高速運(yùn)行，如每分鐘300件的包裝線。曾經(jīng)有一段時(shí)間，實(shí)現(xiàn)性能需要用戶自己完成大部分編程。不再。今天的尖端壓力變送器器提供復(fù)雜的功能，如螺旋插補(bǔ)，復(fù)雜凸輪，即時(shí)相移和龍門鎖定。
“現(xiàn)在人們正試圖簡(jiǎn)化這個(gè)過程，但它仍然需要很大的處理能力來完成它，”Larson說，“這些控制器通常都有與之相關(guān)的專有運(yùn)動(dòng)語(yǔ)言，或者它們是否符合IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)，它們通常具有處理典型壓力變送器要求的功能塊，并包括用于高級(jí)壓力變送器功能的基于文本的語(yǔ)言。
雖然獨(dú)立壓力變送器器非常擅長(zhǎng)協(xié)調(diào)大量軸之間的復(fù)雜輪廓，但它們的機(jī)器控制能力往往更加有限。它們可以為微型PLC執(zhí)行的簡(jiǎn)單控制類型提供良好的替代，但隨著機(jī)器復(fù)雜性和變送器數(shù)量的增加，它們解決控制負(fù)擔(dān)的能力變得越來越有限。“他們通常要求你使用遠(yuǎn)程變送器來獲得超過16個(gè)輸入和16個(gè)輸出，”Larson說。“當(dāng)你進(jìn)入遠(yuǎn)程變送器時(shí)，你可能受到性能的限制。只是遠(yuǎn)程變送器本身的更新速率可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。“
供應(yīng)商目前正致力于增強(qiáng)獨(dú)立壓力變送器器的機(jī)器控制能力。但是，任務(wù)并不像看起來那么簡(jiǎn)單。用戶應(yīng)注意確保他們購(gòu)買的產(chǎn)品真正能夠滿足他們所需的所有機(jī)器控制任務(wù)。“編程環(huán)境可能是主要限制之一，”Larson說道，“來自運(yùn)動(dòng)世界的供應(yīng)商很難理解如何使用功能編程接口來處理機(jī)器控制方面。
個(gè)人電腦
對(duì)于像在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中運(yùn)行定位平臺(tái)這樣的簡(jiǎn)單應(yīng)用，變送器控制可以提供簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)的解決方案。如果變送器已經(jīng)是系統(tǒng)的一部分，或者如果應(yīng)用程序需要很大的靈活性，這尤其適用。實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化或研發(fā)應(yīng)用往往非常適合變送器控制。在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)行定位階段往往具有相當(dāng)?shù)娜蒎e(cuò)能力。這種不確定的應(yīng)用可能會(huì)出現(xiàn)毛刺或時(shí)間延遲，而不會(huì)產(chǎn)生不利結(jié)果。
在頻譜的另一端是高度專業(yè)化的應(yīng)用，或那些需要比標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品提供的靈活性或性能更高的應(yīng)用。“你有OEM使用基于變送器的控制解決方案，他們?cè)谟矊?shí)時(shí)控制內(nèi)核中編寫自己的壓力變送器算法，”Larson說，“他們可能正在使用它來實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的壓力變送器，其中掃描率必須非常高。另一個(gè)原因可能是他們更喜歡用C或C ++等語(yǔ)言編程。“
實(shí)現(xiàn)可能涉及在變送器處理器上運(yùn)行運(yùn)動(dòng)算法。另一種有效的方法是使用變送器I壓力變送器卡直接插入變送器的背板。該方法將運(yùn)動(dòng)任務(wù)隔離在單獨(dú)的卡上，但通過背板進(jìn)行通信，允許用戶利用實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和操作，例如，同時(shí)最大限度地降低CPU利用率。
使用變送器進(jìn)行壓力變送器的部分挑戰(zhàn)涉及通信。信號(hào)需要準(zhǔn)確傳輸并且沒有噪聲失真，這可能會(huì)給某些硬件帶來問題。“隨著他們繼續(xù)加速公共汽車，你可以忠實(shí)地帶來一些高速數(shù)據(jù)信號(hào)的距離 - 沒有把它們放入光纖然后穿過光纖 - 越來越短，”唐說。 Quicksilver Controls公司總裁Labriola“抗噪聲的距離也在下降。”
變送器也帶來了其他挑戰(zhàn)。當(dāng)您剛剛進(jìn)行電子郵件時(shí)，在O / S更新后讓您的筆記本電腦鎖定是一回事。如果變送器連接到一個(gè)在水中死機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)，直到變送器最好重新啟動(dòng)并且最壞的情況下獲得軟件補(bǔ)丁，這是另一回事。
低端機(jī)器可能具有吸引人的價(jià)格點(diǎn)，但可能充滿隱藏的挑戰(zhàn)。所謂的白盒或非品牌計(jì)算機(jī)中的硬件可能因機(jī)器而異，而不會(huì)發(fā)出警告。“僅僅從驅(qū)動(dòng)程序兼容性方面來看，這可能是危險(xiǎn)的，”Larson說，“可能有一個(gè)不同的以太網(wǎng)卡，從白盒到白盒，對(duì)給定的驅(qū)動(dòng)程序反應(yīng)不同。這可能會(huì)產(chǎn)生各種復(fù)雜的問題。”低端機(jī)器也可能遭受有限的產(chǎn)品生命周期。
工業(yè)變送器為這兩個(gè)問題提供解決方案。工業(yè)變送器制造商通常會(huì)在三到十年內(nèi)保證系統(tǒng)組件的可用性，并利用與英特爾和微軟等芯片和軟件供應(yīng)商的支持協(xié)議。當(dāng)然，有一些權(quán)衡。由于市場(chǎng)有限，只有少數(shù)處理器以這種方式得到支持，這意味著通常采用較舊和較慢的技術(shù)。在使用變送器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，重要的是要檢查長(zhǎng)期支持和過時(shí)緩解。
今天的市場(chǎng)提供廣泛的選擇，以滿足各種需求。首先要確定的是手頭的任務(wù)是主要是機(jī)器控制還是主要是壓力變送器。這個(gè)問題的答案將推動(dòng)硬件平臺(tái)的選擇; 其余的是確定具體細(xì)節(jié)的問題。“人們?cè)诨赑LC的解決方案與獨(dú)立解決方案之間展開爭(zhēng)論，但它歸結(jié)為真正更重要的，機(jī)器控制或壓力變送器方面以及復(fù)雜程度，”Larson說，“線條現(xiàn)在越來越模糊。每一方都有優(yōu)勢(shì)。最后，它確實(shí)基于應(yīng)用程序的需求。“
如果在工程中有任何一個(gè)真理，那就是沒有一個(gè)正確的答案，只是給定應(yīng)用程序在給定條件下的最佳解決方案。隨著系統(tǒng)中各種組件的功能擴(kuò)展，問題變得更加復(fù)雜。“隨著技術(shù)的進(jìn)步，平臺(tái)架構(gòu)之間的界限越來越模糊，”Cross Company（北卡羅來納州貝爾蒙特）壓力變送器產(chǎn)品經(jīng)理Andy Larson說。讓我們仔細(xì)研究每種技術(shù)所涉及的權(quán)衡，它們擅長(zhǎng)的應(yīng)用以及使用的缺陷。
曾經(jīng)有一段時(shí)間PLC占主導(dǎo)地位。PLC在機(jī)器控制方面表現(xiàn)出色。他們非常擅長(zhǎng)管理變送器，以及處理定時(shí)操作和計(jì)數(shù)等任務(wù)。今天的尖端PLC由機(jī)架式控制器組成，其核心具有運(yùn)動(dòng)功能。它們旨在解決以機(jī)器為中心的重要需求，如多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線，大量變送器或遠(yuǎn)程變送器，以及一些簡(jiǎn)單的定位任務(wù)。例如，如果機(jī)器需要管理多個(gè)溫度控制回路，但只有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)移動(dòng)或涉及減速比的簡(jiǎn)單齒輪應(yīng)用，PLC可能是最佳選擇。
在更高級(jí)別的復(fù)雜功能中，PLC在PLC機(jī)架上集成了一個(gè)獨(dú)立的壓力變送器模塊。從物理上講，這些產(chǎn)品似乎只是一個(gè)單元，但它們本質(zhì)上是兩種不同的技術(shù)。它們可以跨PLC背板連接，但它們需要兩個(gè)不同的程序。添加壓力變送器模塊可提供更復(fù)雜的凸輪或線性圓弧插補(bǔ)等更復(fù)雜的功能。缺點(diǎn)是它需要維護(hù)兩個(gè)單獨(dú)的程序，這可能使開發(fā)和維護(hù)的問題復(fù)雜化。
“這是最終用戶和OEM廠商的主要成本考慮因素之一，”Larson說。“硬件成本在制造商和平臺(tái)之間變得更加標(biāo)準(zhǔn)化。[區(qū)別因素]是您為給定應(yīng)用程序部署解決方案的速度。“一些供應(yīng)商開發(fā)了可簡(jiǎn)化用戶任務(wù)的軟件套件。其他人提供壓力變送器軟件作為附件。
壓力變送器器
復(fù)雜的應(yīng)用可能需要更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，無論是幾十軸的高度同步定位，還是超高速運(yùn)行，如每分鐘300件的包裝線。曾經(jīng)有一段時(shí)間，實(shí)現(xiàn)性能需要用戶自己完成大部分編程。不再。今天的尖端壓力變送器器提供復(fù)雜的功能，如螺旋插補(bǔ)，復(fù)雜凸輪，即時(shí)相移和龍門鎖定。
“現(xiàn)在人們正試圖簡(jiǎn)化這個(gè)過程，但它仍然需要很大的處理能力來完成它，”Larson說，“這些控制器通常都有與之相關(guān)的專有運(yùn)動(dòng)語(yǔ)言，或者它們是否符合IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)，它們通常具有處理典型壓力變送器要求的功能塊，并包括用于高級(jí)壓力變送器功能的基于文本的語(yǔ)言。
雖然獨(dú)立壓力變送器器非常擅長(zhǎng)協(xié)調(diào)大量軸之間的復(fù)雜輪廓，但它們的機(jī)器控制能力往往更加有限。它們可以為微型PLC執(zhí)行的簡(jiǎn)單控制類型提供良好的替代，但隨著機(jī)器復(fù)雜性和變送器數(shù)量的增加，它們解決控制負(fù)擔(dān)的能力變得越來越有限。“他們通常要求你使用遠(yuǎn)程變送器來獲得超過16個(gè)輸入和16個(gè)輸出，”Larson說。“當(dāng)你進(jìn)入遠(yuǎn)程變送器時(shí)，你可能受到性能的限制。只是遠(yuǎn)程變送器本身的更新速率可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。“
供應(yīng)商目前正致力于增強(qiáng)獨(dú)立壓力變送器器的機(jī)器控制能力。但是，任務(wù)并不像看起來那么簡(jiǎn)單。用戶應(yīng)注意確保他們購(gòu)買的產(chǎn)品真正能夠滿足他們所需的所有機(jī)器控制任務(wù)。“編程環(huán)境可能是主要限制之一，”Larson說道，“來自運(yùn)動(dòng)世界的供應(yīng)商很難理解如何使用功能編程接口來處理機(jī)器控制方面。
個(gè)人電腦
對(duì)于像在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中運(yùn)行定位平臺(tái)這樣的簡(jiǎn)單應(yīng)用，變送器控制可以提供簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)的解決方案。如果變送器已經(jīng)是系統(tǒng)的一部分，或者如果應(yīng)用程序需要很大的靈活性，這尤其適用。實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化或研發(fā)應(yīng)用往往非常適合變送器控制。在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)行定位階段往往具有相當(dāng)?shù)娜蒎e(cuò)能力。這種不確定的應(yīng)用可能會(huì)出現(xiàn)毛刺或時(shí)間延遲，而不會(huì)產(chǎn)生不利結(jié)果。
在頻譜的另一端是高度專業(yè)化的應(yīng)用，或那些需要比標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品提供的靈活性或性能更高的應(yīng)用。“你有OEM使用基于變送器的控制解決方案，他們?cè)谟矊?shí)時(shí)控制內(nèi)核中編寫自己的壓力變送器算法，”Larson說，“他們可能正在使用它來實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的壓力變送器，其中掃描率必須非常高。另一個(gè)原因可能是他們更喜歡用C或C ++等語(yǔ)言編程。“
實(shí)現(xiàn)可能涉及在變送器處理器上運(yùn)行運(yùn)動(dòng)算法。另一種有效的方法是使用變送器I壓力變送器卡直接插入變送器的背板。該方法將運(yùn)動(dòng)任務(wù)隔離在單獨(dú)的卡上，但通過背板進(jìn)行通信，允許用戶利用實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和操作，例如，同時(shí)最大限度地降低CPU利用率。
使用變送器進(jìn)行壓力變送器的部分挑戰(zhàn)涉及通信。信號(hào)需要準(zhǔn)確傳輸并且沒有噪聲失真，這可能會(huì)給某些硬件帶來問題。“隨著他們繼續(xù)加速公共汽車，你可以忠實(shí)地帶來一些高速數(shù)據(jù)信號(hào)的距離 - 沒有把它們放入光纖然后穿過光纖 - 越來越短，”唐說。 Quicksilver Controls公司總裁Labriola“抗噪聲的距離也在下降。”
變送器也帶來了其他挑戰(zhàn)。當(dāng)您剛剛進(jìn)行電子郵件時(shí)，在O / S更新后讓您的筆記本電腦鎖定是一回事。如果變送器連接到一個(gè)在水中死機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)，直到變送器最好重新啟動(dòng)并且最壞的情況下獲得軟件補(bǔ)丁，這是另一回事。
低端機(jī)器可能具有吸引人的價(jià)格點(diǎn)，但可能充滿隱藏的挑戰(zhàn)。所謂的白盒或非品牌計(jì)算機(jī)中的硬件可能因機(jī)器而異，而不會(huì)發(fā)出警告。“僅僅從驅(qū)動(dòng)程序兼容性方面來看，這可能是危險(xiǎn)的，”Larson說，“可能有一個(gè)不同的以太網(wǎng)卡，從白盒到白盒，對(duì)給定的驅(qū)動(dòng)程序反應(yīng)不同。這可能會(huì)產(chǎn)生各種復(fù)雜的問題。”低端機(jī)器也可能遭受有限的產(chǎn)品生命周期。
工業(yè)變送器為這兩個(gè)問題提供解決方案。工業(yè)變送器制造商通常會(huì)在三到十年內(nèi)保證系統(tǒng)組件的可用性，并利用與英特爾和微軟等芯片和軟件供應(yīng)商的支持協(xié)議。當(dāng)然，有一些權(quán)衡。由于市場(chǎng)有限，只有少數(shù)處理器以這種方式得到支持，這意味著通常采用較舊和較慢的技術(shù)。在使用變送器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，重要的是要檢查長(zhǎng)期支持和過時(shí)緩解。
今天的市場(chǎng)提供廣泛的選擇，以滿足各種需求。首先要確定的是手頭的任務(wù)是主要是機(jī)器控制還是主要是壓力變送器。這個(gè)問題的答案將推動(dòng)硬件平臺(tái)的選擇; 其余的是確定具體細(xì)節(jié)的問題。“人們?cè)诨赑LC的解決方案與獨(dú)立解決方案之間展開爭(zhēng)論，但它歸結(jié)為真正更重要的，機(jī)器控制或壓力變送器方面以及復(fù)雜程度，”Larson說，“線條現(xiàn)在越來越模糊。每一方都有優(yōu)勢(shì)。最后，它確實(shí)基于應(yīng)用程序的需求。“
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