温度测量和控制无疑是*常见的测量参数,因为它是许多操作和任务的关键。准确的温度测量和控制对于成品的质量非常重要,例如成品金属零件,对于流程或系统的高效和**运行。 在今天的市场上,有无数的设备来监测和控制温度,从简单的温度控制器到复杂的分布式控制系统。大多数温度测量和数据采集产品都适用于当前的操作,但在恶劣的工业环境中必须谨慎使用。 许多低成本的监控设备和系统执行应用程序,它们不受环境压力的影响。尽管这些成本较低的设备和系统可以满足其预期用途,但它们通常在具有过多电噪声或暴露于过压输入条件的环境中表现不佳。因此,选择合适的设备运行环境对于准确和可靠的性能至关重要。 选择这些温度测控系统的目标是找到一种性能非常稳定可靠的产品。系统还应提供应用程序所需的数据表格,例如合规报告或强制工厂数据存档。根据不同的应用,这些系统应该能够作为实时运行数据源,它们的数据作为工厂控制系统的前端。*后,该系统应具有成本效益、坚固耐用且使用寿命长。 确保在恶劣条件下的性能 在各种温度测量和控制系统中寻找合适的设备类型可能令人生畏。设备的选择从测量所需温度传感器的能力开始。输入,可测量热电偶、电阻温度检测器(RTD)、直流电压或电流输出温度传感器或变送器是标准要求。 常用的热电偶传感器可用于几乎所有应用的各种类型和配置。经过数十年的工业服务验证,热电偶传感器是经济且坚固耐用的设备,可在较宽的温度传感范围内提供准确的测量。热电阻可以提供更高的精度,但在更窄的温度范围内工作并且更昂贵。这两种传感器通常可以在过高的温度和振动条件下连续工作。 温度变送器采用热电偶或RTD传感器方式测量现场,通常在室外和易燃环境中进行硬化操作,各种数字数据协议如各种格式的温度数据,从4-20mA输出为HART。智能变送器可以提供除了过程变量的传感器读数外,还提供各种信息,包括诊断和校准数据。 先进的DAS功能 基本 DAS 通常连接到 PC,用于操作员显示和数据记录。一个更强大的系统可能包括内置的数据记录功能,允许它记录数据。这可以提供冗余和独立操作的便利。通用输入,用户可以指定任何通道来测量任何输入信号类型,完全可配置的 PC 软件或设备本身的记录和显示功能允许根据每个应用程序的要求进行调整。 高速 DAS 每通道每秒可以捕获数千个数据样本,但温度通常是一个缓慢变化的参数,不需要这种级别的性能。据制造商称,可以使用范围广泛的 DAS,大小不等,从便携式手持设备到可以轻松处理数百甚至数千个输入的大型独立系统。 DAS 具有多种功能,可以处理广泛的监视、控制和数据记录功能。一些*新的 DAS 嵌入式控制功能可以提供多达 500 行的逻辑。这使它们能够执行许多与独立温度或过程控制器相同的控制功能。 选择DAS解决方案时的注意事项 通常,DAS 用于两种不同的目的:测试/实验室应用和工业应用。低端、不太可靠的 DAS 通常在干净的环境中运行良好,但同样的 DAS 将无法在恶劣的工业环境中运行,例如石油化工厂。 DAS 的测试实验室和工业生产过程环境都有其自身的性能挑战。一些测试应用需要带电部件或电路热电偶传感器来测量与高交流电压直接接触的温度。在这些条件下,成功的测量需要高共模电压和噪声抑制规范,以及具有通道到通道和通道到地隔离的强差分输入。低成本的单端测量电路会失效,在*坏的情况下,在这些情况下,它通常会提供噪声和无用的数据。 工业环境可能会带来其他挑战,并应对极端环境温度、灰尘、振动和对水分需求的增加。一个设计良好的系统必须能够经受住这些应用和环境的考验,并提供稳定和准确的测量。 为工业环境设计的产品应有防尘、防溅前面板,*好符合IEC529-IP65和NEMA4标准,并且可以将数据随时保存在非易失性存储器中,无需电池保护电路断电。 连续测量和计算数据应保存在**的非易失性闪存中。在预定的时间间隔内,内存中的文件可以自动复制到另一个闪存中,这些文件可以复制并存档到FTP服务器。这些特性使同一数据文件的三个副本可以同时存储在不同的位置,提供冗余和高度**的数据存储。 DAS 还应该是高度可扩展的按需扩展。这可以通过添加输入模块或扩展硬件连接来完成,例如 Modbus,它允许用户通过串行或以太网连接添加数百个输入通道的基本单元。 数据显示和操作 操作员需要一种观察数据和交互式 DAS 的方法。这可以是在屏幕上显示 DAS 软件的 PC、Web 浏览器或 DAS 中的内置彩色 LCD。显示内容包括趋势、数字和条形图屏幕构建适合用户使用需求的自定义显示的能力。用户应该能够使用日期和时间日历搜索功能查看历史数据。 DAS 还应包含报告模板,例如 Excel 报告模板,以便可以轻松创建和自动化报告。 网络连接关系全部融合在一起。任何 DAS 的目标都是提供传感器数据报告和分析。无处不在的以太网接口是将DAS、DAS连接到工厂网络中的PC世界的必要条件。它是典型的多协议,如FTP文件传输、MODBUS TCP和EtherNet/IP、网页浏览、电子邮件发送和接收,并支持OPC服务器。当数据采集设备受标准行业协议支持时,数据可以与企业中几乎所有其他控制或计算系统无缝交换。 触摸屏界面是简化 DAS 的下一步。新系统提供了更好的人体工程学设计和操作界面。按钮和面板按钮导航只有一两个按钮和触摸屏操作界面。现代智能手机或平板电脑界面具有许多特征。 现代 DAS 可以提供多种功能:监视和控制、本地操作员显示、冗余数据记录和多路复用数据源、工厂范围的控制和监视系统。当应用程序需要全部或大部分功能时,DAS 是*合适的,它提供了高度可靠和经济的解决方案。
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