數字調節儀表和記錄儀表

是工業自動化控制系統中基礎的常見儀表之一。上世紀80年代初至90年代中，隨著微電子和微處理技術的迅速發展，顯示直觀、測量精確度高、具有PID自整定等功能的數字調節儀表和多通道、萬能輸入、大容量測量數據電子存儲功能的新型記錄儀表——無紙記錄儀得到快速發展，在工業自動化系統中占有重要地位，促進了當時我國石油、化工、冶金、機械等各個行業自動化水平的提高。
此后，隨著DCS系統價格大幅下降、PLC控制器的普及應用，計算機在工業自動化系統中承擔顯示、控制運算和數據存儲等功能，因此原來應用的數字調節儀表和記錄儀表被替代，但總體上它們逐步處于萎縮狀況。很多業內人士認為數字調節儀表和記錄儀表的發展已走到盡頭，但這次MICONEX 2004的情況讓筆者對此看法產生疑問。國內外攜數字調節儀表和記錄儀表參展的公司有三四十家之多，不乏年產幾萬臺規模的公司。中國近年來國民經濟快速發展，企業急劇增加，價廉物美的數字調節儀表和記錄儀表在規模不大、自動化程度不高、人員技能相對較差、成立時間不長的中小企業的應用是很經濟、有效的。而國外產品側重向用于專門系統和裝置的專用控制記錄站、控制站方向發展。
一 國外產品特點
(1)數字調節儀表和記錄儀表已發展成為專門用途的控制站、記錄站、網絡站。一臺數字調節儀表有多回路組態控制，多通道開關量輸入、輸出邏輯控制功能，無紙記錄儀往往有幾十個通道測量記錄功能，還包含多通道數字調節功能。原來許多典型、較難控制的專用系統，如鍋爐控制、滲碳爐控制、真空燒結爐控制等系統，需有多個PID等組合。以往需多臺數字調節、手動操作器、報警器和記錄儀等組成，現在只要一臺專用數字調節儀表或記錄儀表就可實現，同時儀表具有多種通信協議接口，很方便與整個工廠自動化系統相連接，實現信息互通。
(2)人性化人機界面設計，可同時顯示多種信息和多種方式。組態操作方面既有傳統通過儀表面板按鈕方式操作，也可在計算機或手操器上設置參數通過網絡下載到儀表中。
(3)儀表在性能和可靠性方面進一步提高，測量精確度為±0.1%F.S是普遍水平，采樣控制周期越來越快，原一般為0.5s、0.25s，現在有的甚至出現達到25ms采樣控制周期的快速儀表，MTBF可靠性更達到幾十萬小時。
(4)儀表向網絡化方向發展，許多儀表有開放式DeviceNet、Profibus、 CC-Link、Ethernet-Link多種總線接口，方便連接工廠自動化系統。
(5)由于儀表自身發展，數字調節儀表和記錄儀表在某些領域、控制裝置比采用DCS、PLC等方案控制更有效，性價比更高，存在和發展的空間很大。
二 國內產品特點
(1)近年來國產數字調節儀表和記錄儀表有了長足進步，這歸功于民營科技企業作出的重大貢獻。主要數字調節儀表制造商有：上潤精密儀器有限公司、虹潤精密儀器有限公司、廈門宇光電子技術有限公司、廈門安東電子有限公司等，其年產量均達到幾萬臺規模。記錄儀表主要是無紙記錄儀，廠商有杭州盤古自動化系統有限公司、浙大中控儀表有限公司、北京英華達電子工程科技有限公司等，年銷量幾千臺到上萬臺。
(2)國內產品在市場上數量占絕對優勢，但也表現出常規品種多，特色品種少，幾家廠間產品功能、質量水平相當，各家產品之間缺少特色。
(3)儀表在性能、外觀、可靠性方面比國外同類產品稍遜。
(4)具有通信功能已是數字調節儀表和記錄儀表的常規功能，但目前僅有Modbus、RS-485、RS-232形式，開放性較差，較難接入工廠總線自動化系統。
(5)目前國內產品競爭相當激烈，競爭手段往往停留在價格上競爭，互相壓價，造成企業利潤率低。這樣，企業的進一步科技開發、科技創新的投入不足，導致新產品少，推出時間長。
三 幾個參展廠商典型產品介紹
(1)重慶橫河川儀
橫河川儀這次展出眾多規格和品種的數字智能調節儀表和顯示記錄儀表，特點是按功能分類更加細化。數字調節器具有14種內置控制功能電爐控制、加熱/冷卻控制、位置比例閥位控制等都有專用控制器實現。UT351型還標配以太網接口，即插即用，實現實時監控，遠程維護，不增加連接用硬件設備，實現系統網絡化。CX1000/CX2000無紙顯示記錄儀稱為控制測量站更為確切，是集測量、控制、記錄、網絡功能于一體的大型控制測量站。它可對生產過程的實時、歷史狀況進行監視，內部具有靈活組態PID回路控制、程序過程控制、邏輯控制功能實現對生產過程控制，內置10Base-T以太網接口或Web server、E-mail和FTP功能能實現網絡通信。
(2)歐陸自動化設備(遠東)有限公司
歐陸集團新推出2000系列程序過程控制數字調節控制器和3000系列三回路數字調節控制器。歐陸數字調節儀表是最早進入中國市場的國外產品之一。這次推出兩個新系列儀表：2000系列中2604、2704程序控制器和3000系列3116、3216、3580、3504數字調節儀表。新系列有3個控制回路，PID、VP或ON/OFF控制可組態成為串級控制、比例控制、前饋控制等方式，用于真空爐、大氣爐、鍋爐控制以及恒溫恒濕房控制，程序控制器可存儲60段650步程序控制，可擴展20個邏輯輸入和20個繼電器輸出，實現邏輯程序控制功能。多種開放式協議通信接口Profibus-DP、Modbus RTU、RS-485/232、DeviceNet和EI-Bisyc，方便接入各種工廠自動化總線系統。
(3)日本理化工業株式會社(RKC)
RKC歷史悠久，國內引進較早，市場覆蓋面廣，在塑料機械、電子工業裝配加工、食品、半導體行業溫度控制中的高端市場占優勢。這次展示有程序控制器MA900/901，標準型溫控器CB100、CB400、CB500、CB700、CB900系列，高速采樣控制周期達25ms的HA900、HA400系列?？刂品绞接新斆鬚ID控制外，還有位置比例控制、級聯控制。輸出方式有繼電器接點輸出，驅動SSR用電壓脈沖輸出，電流、電壓連續輸出，三端雙向晶閘管輸出，驅動三端雙向用觸發輸出，均可模塊化選擇。
(4)廈門宇光電子技術有限公司
廈門宇電主導產品AI系列人工智能調節儀，目前年銷量達6萬臺。AI系列人工智能調節儀表采用自學習和模糊控制技術，實現自整定/自適應功能，達到無超調、無久調的精確調節，性能優于傳統PID調節器?；赗S-485通信接口的AIBUS通信協議，簡單高效又功能齊全，在RS-485通信9600B下，平均每臺儀表讀取3個常用量及1個參數的時間僅40ms，是采用Modbus協議的儀表3～10倍，利用AIBUS協議的AI系列組建的FCS結構計算機監控系統，每個串口連接50臺儀表仍能獲得滿意的數據刷新率。
(5)北京英華達電子過程科技有限公司
英華達開發出EN3800系列在線振動監測保護系統，用于包括汽輪機、水輪機、壓縮機、燃氣輪機、鼓風機、電動機和水泵等系統和設備安全有關的多種重要機械參數如轉速、軸振/擺度、瓦振/機架振動、脹差、偏心等的連續測量、監視和記錄，并利用測量參數對設備進行狀態監測保護和故障分析診斷。由于它把振動監測保護系統技術與無紙記錄儀表技術融合在一起，使得EN3800系列比美國本特利公司3800系統、德國菲利浦公司RMS700系統某些方面更具特色：采用帶背光彩色液晶屏漢化顯示，內置帶電保護的大容量電子盤及3.5英寸軟盤記錄測量數據，采用更可靠、更方便且靈活的菜單設置方式，避免采用易出錯的短接塊設置方式。系統每一通道均可被利用作軸振/擺度、瓦振/機架振動等監測。它可完成眾多監測功能的組合，性價比高，帶有RS-232/485通信接口，直接同計算機和DCS等系統通信。