数字调节仪表和记录仪表

是工业自动化控制系统中基础的常见仪表之一。上世纪80年代初至90年代中，随着微电子和微处理技术的迅速发展，显示直观、测量精确度高、具有PID自整定等功能的数字调节仪表和多通道、万能输入、大容量测量数据电子存储功能的新型记录仪表——无纸记录仪得到快速发展，在工业自动化系统中占有重要地位，促进了当时我国石油、化工、冶金、机械等各个行业自动化水平的提高。
此后，随着DCS系统价格大幅下降、PLC控制器的普及应用，计算机在工业自动化系统中承担显示、控制运算和数据存储等功能，因此原来应用的数字调节仪表和记录仪表被替代，但总体上它们逐步处于萎缩状况。很多业内人士认为数字调节仪表和记录仪表的发展已走到尽头，但这次MICONEX 2004的情况让笔者对此看法产生疑问。国内外携数字调节仪表和记录仪表参展的公司有三四十家之多，不乏年产几万台规模的公司。中国近年来国民经济快速发展，企业急剧增加，价廉物美的数字调节仪表和记录仪表在规模不大、自动化程度不高、人员技能相对较差、成立时间不长的中小企业的应用是很经济、有效的。而国外产品侧重向用于专门系统和装置的专用控制记录站、控制站方向发展。
一 国外产品特点
(1)数字调节仪表和记录仪表已发展成为专门用途的控制站、记录站、网络站。一台数字调节仪表有多回路组态控制，多通道开关量输入、输出逻辑控制功能，无纸记录仪往往有几十个通道测量记录功能，还包含多通道数字调节功能。原来许多典型、较难控制的专用系统，如锅炉控制、渗碳炉控制、真空烧结炉控制等系统，需有多个PID等组合。以往需多台数字调节、手动操作器、报警器和记录仪等组成，现在只要一台专用数字调节仪表或记录仪表就可实现，同时仪表具有多种通信协议接口，很方便与整个工厂自动化系统相连接，实现信息互通。
(2)人性化人机界面设计，可同时显示多种信息和多种方式。组态操作方面既有传统通过仪表面板按钮方式操作，也可在计算机或手操器上设置参数通过网络下载到仪表中。
(3)仪表在性能和可靠性方面进一步提高，测量精确度为±0.1%F.S是普遍水平，采样控制周期越来越快，原一般为0.5s、0.25s，现在有的甚至出现达到25ms采样控制周期的快速仪表，MTBF可靠性更达到几十万小时。
(4)仪表向网络化方向发展，许多仪表有开放式DeviceNet、Profibus、 CC-Link、Ethernet-Link多种总线接口，方便连接工厂自动化系统。
(5)由于仪表自身发展，数字调节仪表和记录仪表在某些领域、控制装置比采用DCS、PLC等方案控制更有效，性价比更高，存在和发展的空间很大。
二 国内产品特点
(1)近年来国产数字调节仪表和记录仪表有了长足进步，这归功于民营科技企业作出的重大贡献。主要数字调节仪表制造商有：上润精密仪器有限公司、虹润精密仪器有限公司、厦门宇光电子技术有限公司、厦门安东电子有限公司等，其年产量均达到几万台规模。记录仪表主要是无纸记录仪，厂商有杭州盘古自动化系统有限公司、浙大中控仪表有限公司、北京英华达电子工程科技有限公司等，年销量几千台到上万台。
(2)国内产品在市场上数量占绝对优势，但也表现出常规品种多，特色品种少，几家厂间产品功能、质量水平相当，各家产品之间缺少特色。
(3)仪表在性能、外观、可靠性方面比国外同类产品稍逊。
(4)具有通信功能已是数字调节仪表和记录仪表的常规功能，但目前仅有Modbus、RS-485、RS-232形式，开放性较差，较难接入工厂总线自动化系统。
(5)目前国内产品竞争相当激烈，竞争手段往往停留在价格上竞争，互相压价，造成企业利润率低。这样，企业的进一步科技开发、科技创新的投入不足，导致新产品少，推出时间长。
三 几个参展厂商典型产品介绍
(1)重庆横河川仪
横河川仪这次展出众多规格和品种的数字智能调节仪表和显示记录仪表，特点是按功能分类更加细化。数字调节器具有14种内置控制功能电炉控制、加热/冷却控制、位置比例阀位控制等都有专用控制器实现。UT351型还标配以太网接口，即插即用，实现实时监控，远程维护，不增加连接用硬件设备，实现系统网络化。CX1000/CX2000无纸显示记录仪称为控制测量站更为确切，是集测量、控制、记录、网络功能于一体的大型控制测量站。它可对生产过程的实时、历史状况进行监视，内部具有灵活组态PID回路控制、程序过程控制、逻辑控制功能实现对生产过程控制，内置10Base-T以太网接口或Web server、E-mail和FTP功能能实现网络通信。
(2)欧陆自动化设备(远东)有限公司
欧陆集团新推出2000系列程序过程控制数字调节控制器和3000系列三回路数字调节控制器。欧陆数字调节仪表是最早进入中国市场的国外产品之一。这次推出两个新系列仪表：2000系列中2604、2704程序控制器和3000系列3116、3216、3580、3504数字调节仪表。新系列有3个控制回路，PID、VP或ON/OFF控制可组态成为串级控制、比例控制、前馈控制等方式，用于真空炉、大气炉、锅炉控制以及恒温恒湿房控制，程序控制器可存储60段650步程序控制，可扩展20个逻辑输入和20个继电器输出，实现逻辑程序控制功能。多种开放式协议通信接口Profibus-DP、Modbus RTU、RS-485/232、DeviceNet和EI-Bisyc，方便接入各种工厂自动化总线系统。
(3)日本理化工业株式会社(RKC)
RKC历史悠久，国内引进较早，市场覆盖面广，在塑料机械、电子工业装配加工、食品、半导体行业温度控制中的高端市场占优势。这次展示有程序控制器MA900/901，标准型温控器CB100、CB400、CB500、CB700、CB900系列，高速采样控制周期达25ms的HA900、HA400系列。控制方式有聪敏PID控制外，还有位置比例控制、级联控制。输出方式有继电器接点输出，驱动SSR用电压脉冲输出，电流、电压连续输出，三端双向晶闸管输出，驱动三端双向用触发输出，均可模块化选择。
(4)厦门宇光电子技术有限公司
厦门宇电主导产品AI系列人工智能调节仪，目前年销量达6万台。AI系列人工智能调节仪表采用自学习和模糊控制技术，实现自整定/自适应功能，达到无超调、无久调的精确调节，性能优于传统PID调节器。基于RS-485通信接口的AIBUS通信协议，简单高效又功能齐全，在RS-485通信9600B下，平均每台仪表读取3个常用量及1个参数的时间仅40ms，是采用Modbus协议的仪表3～10倍，利用AIBUS协议的AI系列组建的FCS结构计算机监控系统，每个串口连接50台仪表仍能获得满意的数据刷新率。
(5)北京英华达电子过程科技有限公司
英华达开发出EN3800系列在线振动监测保护系统，用于包括汽轮机、水轮机、压缩机、燃气轮机、鼓风机、电动机和水泵等系统和设备安全有关的多种重要机械参数如转速、轴振/摆度、瓦振/机架振动、胀差、偏心等的连续测量、监视和记录，并利用测量参数对设备进行状态监测保护和故障分析诊断。由于它把振动监测保护系统技术与无纸记录仪表技术融合在一起，使得EN3800系列比美国本特利公司3800系统、德国菲利浦公司RMS700系统某些方面更具特色：采用带背光彩色液晶屏汉化显示，内置带电保护的大容量电子盘及3.5英寸软盘记录测量数据，采用更可靠、更方便且灵活的菜单设置方式，避免采用易出错的短接块设置方式。系统每一通道均可被利用作轴振/摆度、瓦振/机架振动等监测。它可完成众多监测功能的组合，性价比高，带有RS-232/485通信接口，直接同计算机和DCS等系统通信。