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FOXBORO P0926MX
比例+积分控制器
通常称为 PI 控制器，比例 + 积分控制器的输出由比例和积分控制动作的总和组成。
干扰后，积分模式继续增加控制器的输出，直到它消除了所有偏移并将加热器出口温度带回其设。
微分控制方式
微分控制很少用于控制过程，尽管它经常用于运动控制。它对测量噪声非常敏感，使试错调整变得更加困难，而且过程控制也不是需要的。但是，使用控制器的微分模式可以使某些类型的控制回路（例如温度控制）比单使用 PI 控制响应更快。
微分控制模式根据误差的变化率产生输出。如果错误以更快的速度变化，它会产生更多的控制动作；如果误差没有变化，则微分作用为零。此模式具有称为微分时间 (Td) 的可调设置。微分时间设置越大，产生的微分作用越多。但如果微分时间设置过长，则会出现振荡，控制环路不稳定。Td 设置为零有效地关闭微分模式。两个测量单位用于控制器的微分设置：分钟和秒。

FOXBORO FBM201 P0914SQ
比例控制方式
比例控制模式根据误差按比例改变控制器输出。如果误差增加，则控制动作按比例增加。

比例控制的可调设置称为控制器增益 (Kc)。较高的控制器增益会增加给定误差的比例控制量。如果控制器增益设置得太高，控制回路将开始振荡并变得不稳定。如果设置得太低，控制回路将无法充分响应干扰或设置点变化。

对于大多数控制器，调整控制器增益设置会影响积分和微分控制模式中的响应量。

纯比例控制器
通过关闭积分和微分模式，可以将 PID 控制器配置为仅产生比例作用。比例控制器易于理解和调整：控制器输出只是控制误差乘以控制器增益，再加上偏置。需要偏置，以便控制器可以在误差为零（设的过程变量）时保持非零输出。缺点是偏移量，这是一种持续误差，不能仅通过比例控制来消除。在纯比例控制下，偏移将一直存在，直到操作员手动更改控制器输出的偏差以消除偏移。这称为控制器的手动重置。

FOXBORO FBM208 P0914TB
工业控制器选型
大多数工业控制器，例如可编程逻辑控制器(PLC) 和可编程自动化控制器 (PAC)，都可以处理基本功能，例如离散和模拟输入和输出的实时监控和控制。Paulk 说，在工业控制器时，通常会关注其他功能，例如数据处理、通信和高速控制。他从数据处理和日志记录开始：

具有基于标签名称的编程的现代控制器具有多种数据处理功能，包括内置数据记录。一些控制器还可以与企业级系统（例如企业资源规划 (ERP) 系统）中的标准数据库进行交互。

数据记录通常是基于事件或计划的。事件由状态变化触发。计划的数据记录被配置为定期发生，例如每分钟、每小时、每天或每月。

可以记录的标签数量通常是有限的，但至少应为每个计划或触发的事件存储 50 个标签值。系统错误还应与错误或事件的时间和日期一起存储。

除了本地数据记录之外，一些控制器还可以与 IT 企业系统进行通信。市场上的几种软件工具，包括 KepWare KEPServerEX，允许用户在 IT 企业系统和 PLC 之间建立连接，以允许从 PLC 收集数据并将数据保存在数据库中。

FOXBORO FBM240 P0917GZ
FBM240 使用封装来支持以可扩展的方式添加数据处理，所提供的硬件允许在现场使用多个 CPU。它还通过设备和网络空间之间的双向连接提供灵活的集成。这是通过提高用于处理信息的程序开发的灵活性以及通过使添加资源（例如编程语言或软件库）变得容易来实现的，从而增强边缘计算功能，从而能够在现场执行所需的数据处理，包括预处理数据、人工智能分析和协议转换。
FBM240 系列以互连控制和信息系统的组件形式提供共享内存和对各种不同工业网络的支持，增强了连接性和数据从设备到信息系统的传输。未来，日立打算通过增强边缘计算功能，将控制和信息系统连接在一起，为自动化系统中物联网的采用做出贡献，以对收集的数据进行现场处理和分析。

P0904AK系列工业控制器包括 HX Hybrid，这是一种可以处理控制和数据处理的混合模型。该模型因其在不影响实时控制性能的情况下与信息系统互连的能力而受到高度评价。

HX Hybrid 的 PLC 功能支持国际标准（包括 IEC61131-3 和 PLCopen *2 ）中的编程方法，因此可以在保持实时性能的同时实现多种形式的控制。由于执行速度比以前的型号快 10 倍以上，因此可以使用其他更合适的语言对难以使用梯形逻辑进行编码的高速处理进行编程。这使得将任务委派给 HX Hybrid 成为可能，而这些任务过去是在 PC 或其他计算机上执行的（见图 2）。

容器技术用于保持控制和数据处理分离，实时执行控制，不受数据处理的影响。可以使用适合与信息系统互联的编程语言（如C/C++），可以在不干扰实时控制的情况下实现控制功能和信息功能之间的数据共享。这消除了对过去系统中所需的 PC 或其他计算机的需要。

通过使用 Windows 的实时扩展来运行软件 PLC，HF-W/IoT 系列可以在 Windows 上同时执行设施设备的实时控制和数据处理功能，例如人机界面 (HMI) 或数据记录。控制的实时性也通过使用多核中央处理器（CPU）来保持，Windows和软件PC被分配到不同的CPU内核，以防止数据处理影响控制。共享内存用于在控制和数据处理功能之间交换数据，并用作缓冲区以防止在传输定期更新的控制数据时丢失任何数据。数据同步也由一种以块为单位处理数据的机制来维护。数据定义存储在文件中以便于更新。

FOXBORO FBM215
过去的自动化实践是使用可编程逻辑控制器 (PLC) 通过硬接线或网络连接的传感器和执行器实时控制构成制造现场的系统和机器。提高生产率是制造现场的一项持续任务，定期对 PLC 程序进行更改以改善设备操作和性能。此外，使用数字化进一步优化站点的速度正在加快，PLC 以信息的形式收集实时控制中使用的实际数据，然后可以将这些数据与来自信息系统的其他信息一起进行分析。
然而，在与现有的持续改进活动并行开展新的数字化计划时会出现问题，包括与现有 PLC 程序变更、与信息系统的连接以及所用数据的可见性相关的风险。安装新设备时，也会出现与现有做法相同的问题。与更改现有 PLC 程序相关的风险是，由于在现有 PLC 和信息系统中添加用于数据交换的程序会减慢控制的实时执行，因此设备将停止运行。由于控制（传统 PLC 的功能）在 HX 系列上的执行速度更快，因此避免了因添加与信息系统交换数据的程序而带来的风险。同时，通过将PLC功能实现为软件，利用信息和通信技术，灵活地进行程序更改，解决了与信息系统的连接和所用数据的可见性等其他问题，从而提供了新的物联网的特征- 可以与信息系统互操作的就绪控制器。HX 系列物联网就绪控制器还包括一个用于站点控制器的 OT 集线器适配器，该适配器连接到信息系统的 Hitachi Data Hub 软件。这提供了信息系统和现场安装的 HX 系列控制器之间的双向通信。这反过来又提供了对制造现场数据的访问，并通过信息系统的反馈实现了优化。
日立推出的另一款产品是 HF-W/IoT 系列，它提供了一种进一步优化生产设施的方法。这是一款物联网就绪控制器，集成了在 HF-W 系列工业计算机上运行的软件 PLC，Hitachi 已经提供了 20 年的产品。HF-W/IoT 系列可同时运行 Windows *1应用程序和 PLC 功能，可用于实现制造数字化，包括现场数据收集、通过与信息系统的连接使用数据以及制造现场的优化处理站点数据并将其用于反馈。