引言

隨著市場(chǎng)上溫度和過(guò)程控制器越來(lái)越多，要為您的應(yīng)用選擇最合適的控制器可能不是一件輕松的事情。本文將帶您了解選擇控制器時(shí)所需考慮的各個(gè)因素，幫助您了解降低成本方法，以及對(duì)您的應(yīng)用而言至關(guān)重要的控制器特性。

顯示和人機(jī)界面

選擇控制器時(shí)，一個(gè)關(guān)鍵決策是“我需要什么樣的用戶交互”。如果應(yīng)用所需的用戶交互非常少，一個(gè)具有基本顯示功能的控制器通常就足夠了。 例如一個(gè)簡(jiǎn)單的七段 LED 顯示屏，優(yōu)勢(shì)在于控制器的顯示清晰明了，且支持遠(yuǎn)距離讀取。

如果應(yīng)用的特性決定了需要大量的用戶交互，例如頻繁的設(shè)定值變化、定期調(diào)節(jié)、訪問(wèn)過(guò)程信息或運(yùn)行程序，則擁有文本和圖形顯示器的控制器更加合適。這一類的控制器支持與機(jī)器工作相匹配的文本標(biāo)簽，也使得過(guò)程數(shù)據(jù)更加易于理解，而不是顯示令人困惑的代碼。

圖形顯示器可以按照符合常規(guī)邏輯的格式，通過(guò)圖片、圖表和圖標(biāo)來(lái)顯示信息，使用戶交互更加簡(jiǎn)單。另外，圖形顯示器一般還可以隱藏某些參數(shù)和設(shè)置，或?qū)⒛骋唤缑骘@示在主操作界面上，進(jìn)一步降低復(fù)雜程度。

控制性能

下一步是選擇最符合應(yīng)用需求的控制類型。如果應(yīng)用所需的調(diào)節(jié)水平較高，則用戶應(yīng)該選擇 PID（比例-積分-微分）控制器；如果只需要基本的控制功能，則 ON-OFF 控制（開(kāi)關(guān)控制）就夠了。當(dāng)今，絕大多數(shù)控制器都支持兩種操作，但控制類型仍然需要仔細(xì)考量。

除了加熱控制以外，許多現(xiàn)代控制器都可以通過(guò)次級(jí)輸出實(shí)現(xiàn)冷卻控制，這樣在過(guò)程材料或產(chǎn)品不能迅速自然冷卻時(shí)，您可以實(shí)施強(qiáng)制冷卻，例如起動(dòng)冷卻風(fēng)扇、關(guān)閉熱源而不是等待溫度自然下降。在這一類控制器中加熱和冷卻共用一個(gè) PID 參數(shù)，但是卻仍然不能為某些應(yīng)用提供足夠的控制性能，因此，某些更加復(fù)雜的控制器就為冷卻功能提供了一個(gè)單獨(dú)的 PID 設(shè)置。

目前，自動(dòng)調(diào)節(jié)功能正逐漸成為控制器的標(biāo)配，但用戶通常需要的是對(duì)一個(gè)特定應(yīng)用簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)。配備高級(jí)功能的控制器支持您最大限度減小超調(diào)或更快速地應(yīng)用設(shè)定值；另外一些控制器還具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能，在出現(xiàn)任何干擾時(shí)都能迅速反應(yīng)。

接口技術(shù)

系統(tǒng)精度是下一個(gè)重點(diǎn)。某些應(yīng)用（例如熱處理）設(shè)置了整個(gè)設(shè)定值范圍的系統(tǒng)精度，這種情況下輸入精度就變得非常重要。在需要高水平輸入精度時(shí)，設(shè)備精度可以達(dá)到0.1%。對(duì)于一般應(yīng)用，最常見(jiàn)的輸入精度是 0.25。

傳感器輸入的采樣率（指的是傳感器的測(cè)量頻率）也是需要考慮的一大因素，但由于溫度上升和下降周期較長(zhǎng)，因此采樣率對(duì)于溫度控制來(lái)說(shuō)無(wú)關(guān)緊要。然而，在測(cè)量快速反應(yīng)的變量（例如可能會(huì)突然上升或下降的壓力值）時(shí)，您就需要快速的控制響應(yīng)速度和更快速的輸入。

在輸入方面，最重要的是確?？刂破髦С帜鷳?yīng)用的傳感器?？刂破饕话愣贾С謳ㄓ幂斎氲慕^大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或 PT100 傳感器。如果是紅外傳感器或特殊類型的熱電偶，您可能需要仔細(xì)檢查您的控制器是否可用。另外，您還必須考慮您需要驅(qū)動(dòng)的輸出設(shè)備：具有繼電器輸出的簡(jiǎn)單控制器成本較低，但是由于機(jī)械磨損的緣故其開(kāi)關(guān)頻率十分有限，因此，如果您需要更快或更頻繁地開(kāi)關(guān)操作，最好使用支持 SSR（固態(tài)繼電器）輸出的控制器。最后，您還可以選擇能夠控制溫度以外的其他類型變量的線性輸出，例如閥門或晶閘管開(kāi)關(guān)設(shè)備。

您還需要考慮從控制器的其他功能，例如，一個(gè)分析器能幫助您實(shí)現(xiàn)溫度隨時(shí)間變化。您可以選擇簡(jiǎn)單的分析器來(lái)設(shè)置緩變率，并通過(guò)一個(gè)計(jì)時(shí)器保持溫度或?qū)Χ鄠€(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行編程和設(shè)置溫度范圍。

結(jié)構(gòu)和安裝

另一個(gè)關(guān)鍵是您將控制器安裝在前面板上還是前面板后部。前面板安裝的優(yōu)勢(shì)在于完整的顯示器，安裝十分簡(jiǎn)單且易于檢修  —  很輕松就可以進(jìn)行拆卸和更換。面板后安裝則能夠使控制器與顯示器 HMI（人機(jī)界面）更好地集成，但維修難度卻相應(yīng)增加，且系統(tǒng)部署也更加困難，需要更高水平的工程知識(shí)和程序調(diào)試時(shí)間。

前面板安裝時(shí)，控制器的程序調(diào)試時(shí)間很短，但不足的是人機(jī)界面十分有限。面板后安裝需要復(fù)雜的集成工作，但設(shè)計(jì)成功則能大幅度降低成本，您也可以通過(guò)  人機(jī)界面面板更好地優(yōu)化機(jī)器運(yùn)行。最后是工作環(huán)境問(wèn)題，例如：環(huán)境溫度、濕度以及 IP 或NEMA 等級(jí)。

配置和調(diào)試

由于大多數(shù)用戶都手動(dòng)配置控制器，您需要觀察用戶界面和控制器且考慮他們使用是否方便。簡(jiǎn)單應(yīng)用的控制器一般手動(dòng)設(shè)置，但客戶需求越復(fù)雜，軟件就越重要。軟件不僅可以提高配置能力，還具有一系列附加功能，例如趨勢(shì)/數(shù)據(jù)記錄視圖，在調(diào)試時(shí)讓您更清晰地了解系統(tǒng)運(yùn)行。

根據(jù)應(yīng)用需求的復(fù)雜程度，更加復(fù)雜的軟件可以提供進(jìn)程模擬的功能，支持在模擬環(huán)境下進(jìn)行復(fù)雜配置測(cè)試，從而防止設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致成本損失。考慮了以上關(guān)鍵問(wèn)題，您就可以確保您選擇的控制器完全符合需求、且經(jīng)濟(jì)高效。

關(guān)于 WEST

作為全球過(guò)程和溫度控制的專家， WEST Control Solution 產(chǎn)品包括四個(gè)主要品牌： WEST、 PMA、Partlow 和 Cal。90 多年來(lái)，WEST 一直為塑料、熱處理、包裝、食品飲料和生命科學(xué)等行業(yè)提供性能和質(zhì)量?jī)?yōu)越的產(chǎn)品。

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