制造和过程控制的交叉点

你有没有想过，有多少普通家庭因为在我们的汽车里安装了GPS设备而改变了?回想一下(不那么)美好的、没有gps的日子，你假装知道自己要去哪里，结果却发现自己不知道，而且没完没了。当这些奇妙的小工具出现时，它们停止了所有关于方向的争论。然而，这种变化悄无声息地向我们袭来，几乎没有人注意到。

我看到同样的事情发生在我们的行业变速驱动器(vsd)，包括变频驱动器(vfd)和逆变器。是的，我们都知道，通过使用变频器驱动泵和鼓风机，而不是使用限流装置，可以在降低能耗的同时提高效率和过程控制。但这不是我想说的。我想重点讨论的是近年来现代vsd的成本下降了多少。现在，它们不再是稀罕物，而是随处可见。有些人甚至会说他们不属于这里。

例如，让我们看看饲料输送机，说皮带或螺旋型，由电机驱动的VSD。被输送的物质不是流体，而是粉末、颗粒、颗粒，甚至是某种碎片。这在制造业中是一个非常普遍的应用。

由于输送机的速度可以调节，因此进料速度可以以与管道中的液体流动相同的方式进行控制，并以阀门作为最终元件。在每一个可以想象到的过程安排中，由非常聪明的工程师开发的控制流体流动的算法的数量甚至是无法计算的。

然而，控制非流体(我们称之为“颗粒”)材料的流量和水平通常是通过定制算法来完成的，而没有过程控制理论的好处。为什么?因为这是一个离散的制造设备，他们不考虑过程控制的概念。事情并不一定要这样。我认为vsd的出现——它使调节物料流成为可能——模糊了过程制造和离散制造之间的界限，允许在制造工厂中应用控制理论。

不过，它完成了吗?一般来说,没有。在一些复杂的情况下，这个过程压倒了普通PID控制的能力，要求工厂工程师开发额外的自定义逻辑，这些逻辑可能工作得很好，也可能不工作得很好。当过程控制工程师偶然发现一条离散的生产线或单元正在与控制问题作斗争时，仔细观察通常会发现，问题本可以在过程控制级别上轻松解决。一旦建立了这样的联系，投资就会获得巨大的回报。

这里有一个真实的案例:明尼苏达州北部的一家OSB(定向刨花板)工厂一直在努力控制木屑仓的水平，这影响了板的质量(重量)，并且由于水平联锁导致生产线频繁停工。问题是在vsd驱动的输送机速度调整和对目标仓水平的影响之间有五分钟的延迟。

Smith Predictor算法的应用(通常用于气相色谱法进行PV测量的气体成分控制)节省了7%的原材料(每条生产线每年约150万美元)。实现只需要流程顾问两周的时间。

双重信息

如果你是一个独立的制造商，正在处理一个控制问题，退后一步，问问自己，是否有一个工程师从邻近的领域携带奇怪的工具来拯救你。给我们个机会看看。结果可能会超出你的预期。

对于过程控制专业人员:离散制造设施提供了许多有趣且有益的过程控制机会。最近vsd的出现使这一说法更加相关。

这篇文章的作者是Sergei Kuznetsov。Sergei是MAVERICK Technologies的高级顾问，MAVERICK Technologies是一家领先的系统集成商，为制造和加工行业提供工业自动化、运营支持和控制系统工程服务。MAVERICK在各种领域提供专业知识和咨询，包括工业自动化控制，分布式控制系统，制造执行系统，操作策略,业务流程优化．该公司提供全方位的自动化和控制服务-从PID控制器整定和人机界面编程作为主要的自动化承包商。此外，MAVERICK还提供工业和技术人员服务，安排现场自动化、仪表和控制工程师。

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