多参数分析仪 – CRONOS^® 及 CRIUS^®

你可能听说过“水务4.0”、“工业4.0”、“物联网”和“智能和数字化”，但你知道吗…

…Pi的CRIUS^®控制器包含所有这些概念？
…Pi已经在世界各地安装了智能和数字设备？
…Pi与许多跨国组织合作，提供远程访问、远程通信和智能技术?

什么是工业4.0(以及水务4.0和物联网、智能和数字技术)?

简单地说，我们现在正经历第四次工业革命。

第一个是机械化(我们现在认为的工业革命)，也就是19世纪的蒸汽机、纺纱机、铁路、运河和工厂。

第二个是大规模生产的时代，电力、生产线等，主要在20世纪上半叶。

第三个是20世纪后半叶的计算机和自动化。
第四个是什么?

第四个(工业4.0)是关于“智能”工厂。(工业4.0最初是由一群德国政府顾问在2012年提出的建议)。工业4.0就是让工厂尽可能的智能化。也就是让资产(机器、人、机器人、人工智能、网络技术等)彼此通信。

提出的主要原则是基于：

• 互操作性 – 任何东西都应该能够与其他任何东西对话。
• 信息透明度 – 物理世界应该能够被虚拟地重新创建，以便进行测试和建模。
• 技术援助 – 信息应该以一种支持人们快速做出正确决定的方式呈现。
• 去中心化 – 在经过几十年的向DCS系统和SCADA系统等集中之后，未来是尽可能多的决策由当地可用的任何智能(人类或机器)做出。

什么是水务4.0、智能和数字化?

水务4.0指的是这项技术和理念将如何影响水行业。有一些明确的结果如…更多的传感器……更多的模块……“智能”仪器、控制器、泵等。

智能化和数字化

一般认为，智能是越来越复杂的设备，以作出分散的决策。例如，在1990年，一个余氯分析仪测量水中的氯，给出一个与氯成比例的4-20mA输出，并有两个继电器用于报警。

现在CRIUS^®HaloSense(完全水务4.0化)可以提供4-20mA输出，多个数字通讯选项(互操作性)，多达16个传感器(信息透明度)，无线和有线互联网接入(技术支持)和完整的PID功能与远程设置。即另一个设备可以设置需要的值(分散)。所以智能技术是一种可以实现工业4.0或水务4.0的技术。数字化往往指的是通信能力。

什么是物联网?

当以前的工业革命发生时，技术和概念从商业/制造业蔓延到消费领域。随着工业4.0的到来，消费者对互联网和移动电话技术的需求开始反过来推动技术的发展。如果我们假设在这场工业革命中同样的事情也会发生，那么物联网指的就是我们一直在使用的所有设备，它们之间相互通信，并做出自己的决定。

想象一下，你的手机在早上6点叫醒你，告诉你的水壶在早上6点20打开，告诉你的汽车在6点30启动，并在挡风玻璃上除霜，等等。

不相信我们正在经历一场新的工业革命?

考虑这个……也许工业革命只是事后才被确认?

这又有什么关系呢?从工艺仪器的角度来看，并不是这样。只要我们的产品在为我们的客户提供他们需要的，并使他们在自己的工业4.0中处于领先地位。

如果你用过Pi的控制器，你会知道他们给你无与伦比的控制选项。但你知道Pi的新控制器还能提供多达20名指定的操作员的独立安全的操作吗? Pi的控制器一直提供很大的灵活性，但你知道Pi的新控制器可以容纳多达16个任何类型的传感器吗?

本文重点介绍了Pi的新CRONOS^®和CRIUS^®中最受欢迎的10项创新。

1 – 可读的服务日志

CRONOS^®和CRIUS^®分析仪/控制器都有可下载的可读服务日志——提供仪器的整个历史记录，包括当前设置、校准等。提供了一个工程师如何设置这个仪器的快照。

2 – 克隆设备

你曾经用相同的设置设置过很多仪表吗?简单地设置一个和并复制到其他仪表上!

3 – 接线图屏幕显示

遗失了手册，找不到它了?Pi的分析仪找到了答案!

4 – 想要了解更多关于传感器的信息吗?

Pi的新的传感器维护页面就是为你设计的!关于来自传感器的信号的各个方面的详细信息被清晰地展现出来。

5 – 仪表的数据记录不能满足你的需要?

Pi的新的CRONOS^®和CRIUS^®的数据记录(可下载)记录了几乎所有的东西，图形显示，记录相同的一个以上的间隔的参数。仪表的数据记录从未如此简单和完整。

6 – 新外壳

新的外壳带来了新的安装灵活性，可以是墙壁式安装，杆式安装和扶手式安装。不仅如此，它还为您提供了大量的操作可能性，甚至还有备用的电源、中性点和接地端子，使继电器接线更容易!

7 – I/O不够?

别担心，简单的将4台CRIUS^®连在一起，你可以使用相同的显示器，通讯选项等，并增加你的I/O达四倍，实现连接多达16个传感器。

8 – 厌倦了阅读手册中与你无关的内容?

Pi的新手册是为每种仪表定制的。手册配合每一个单独的仪器“建立”，所以手册只有你所需要的内容!
再也不会出现这种情况!有了20个可设置的登录用户，您就可以让人们只访问他们需要的东西，仅此而已。

9 – 操作员是不是把设置弄乱了?

再也不会出现这种情况!有了20个可设置的登录用户，您就可以让人们只访问他们需要的东西，仅此而已。

10 – 控制算法

Pi在开发卓越的控制算法方面享有盛誉，这一点在新的CRONOS^®和CRIUS^®上得以延续，它引入了前馈控制算法和一个主控制器以选择正确的控制方法(用于复杂的系统，如混凝控制)。

你可能知道，Process Instruments为我们的CRIUS控制器提供了一个基于云的远程访问服务，但是你知道吗…

…几乎所有你在就地的操作都能在远程完成？
…我们一直与客户紧密合作，为您提供更好的服务？
…我们的很多客户都大幅度减少了工程师的数量，从而节省了时间和金钱？

Pi的好用、先进的Remote Access解决方案

Pi一直是新技术的领导者，拥有远程访问系统已经超过10年了！最新的远程访问迭代是我们解决方案工具箱的关键部分。以下是我们的远程访问的一些功能：

用户界面M – 模拟分析仪界面，使数据和其他功能易于查找。任何已经熟悉CRIUS^®分析仪的人都将已经熟悉远程访问。现在，任何需要培训的人都可以使用远程访问和Skype进行远程培训。

用户控制 – 每个用户都有自己的自定义访问权限，以便查看和更改分析仪。这是由“监护人”用户设置的。

速度 – 该服务现在的运行速度大约是其前身的50倍，允许用户在30秒内连接和下载当前的传感器值和设置（在CoagSense混凝控制器上使用了27种不同设备（如传感器）进行了测试！）.

降低了数据传输成本 – 通过提高服务器和分析仪之间的连接效率，Pi减少了几乎所有任务所需的数据量，从而显著降低了成本。

客户品牌 – 根据要求，Pi可以为远程访问主题打上品牌LOGO，以推广客户自己的品牌。

数据分析 – 图形界面是一个强大和灵活的工具，可查看您的传感器数据。我们处理分析器数据的方式意味着每一个数据都存储在云中，用户只需点击一下就可以下载3个月的数据。

密码重置 – 如果密码丢失或忘记，用户可以在密码重置功能中输入他们的电子邮件地址，然后通过电子邮件发送有关如何重置密码的说明。

数据限制 – 用户可以限制每个分析程序每天可以使用的数据量，这意味着不再需要额外的数据成本。

Remote Access远程访问能为你做什么？

远程访问服务的设计宗旨是通过允许您从世界任何地方访问分析仪及其数据来节省您的时间和金钱。现在，作为一种工具，远程访问可以帮助您做更多事情：

• 远程检查和更改客户的设置，这些客户可能不会操作，或者可能无法访问分析仪。
• 如果客户有问题且不确定如何解决，允许Pi的服务团队临时远程连接到分析仪。
• 自动从服务器向用户发送数据日志和/或状态日志的每日/每周报告（分析仪无数据成本）。
• 当需要对分析仪进行维护或应进行维护时，可以方便地查看，使用户能够有效地计划何时访问哪些站点。
• 通过来自分析仪的短信和/或电子邮件警报，在几秒钟内收到装置上的警报。
• 调整控制值以优化剂量，无需访问现场。
• 分析存储的数据，以调查事件、解释问题或验证流程。
• 通过减少现场服务的次数和工程师出差的路程来节省资金！

但是安全呢？

当分析仪和远程访问服务器通信时，Pi使用“预共享密钥”。这将在服务器和分析仪之间创建安全连接。密钥用作密码，没有它，分析仪将不会响应。密钥在每个分析仪中随机生成，使其对每个分析仪都是唯一的，如果需要，钥匙可以在分析仪中重新生成。分析仪还可以直接连接到VPN网，该网自动阻止不需要的通信和连接，并且只在分析仪和服务器之间传输信息。

用户访问是如何工作的？

每个用户都有自己的用户名和密码。这意味着可以定制他们所能看到的和他们所能做的，只有授权用户才能进行更改。

如何管理分析仪和客户？

如果用户创建了一个组，则它们将成为该组的“父母”。组的“父母”为该组创建分析仪和用户。如果用户是多个组的“父母”，则还可以创建用单个帐户访问多个组的用户。

你知道吗…

… 通过提供更好的工艺过程控制，PID可以为您省钱?
… PID可以帮助您维持一个设定值，即使是一个变化的工艺进程?
… 需要去理解过于复杂和令人困惑的PID的时代已经结束了?
… Pi可以根据您的具体要求定制PID系统?你可能再也不用碰那些设置了!

在本文中，Pi将向您介绍PID，即使您还没有接触过它。并与更熟悉PID的您讨论一些有用的先进的现代PID系统，如Pi的CRONOS^®和CRIUS^®的模块。

什么是PID？

PID是由工程师创建的数学工具，用于控制器中。这是工业控制器中经常出现的一个模块，Pi的控制器中也有，是一种便宜的升级。

PID是干什么的?

要解释PID的作用，最好的方法是举个例子。大多数人都去过游泳池，所以这是我们要用的例子。PID也适用于其他各种各样的进程。如果你不确定，你可以随时联系我们讨论你的应用。

当一个人进入游泳池时，会产生对氯的需求。他们将汗液、细菌、有机分子和其他物质引入泳池。氯与这些物质发生反应，导致氯被用光，氯的含量下降。本例中的氯水平，在PID上下文中通常称为过程变量或PV。

为了保持氯的浓度或水平，需要加更多的氯。如果你给每个游泳者使用相同数量的氯，这个水平就不会稳定，因为所有的游泳者都会产生不同的氯需求(例如，健身游泳比休闲游泳产生更多的汗水)。人工加药带来了人为误差的问题，以及操作人员如何根据当前的投加水平近似计算氯的投加剂量。人工给药的另一个问题是它不是一个连续的过程，这意味着它不太可能达到稳定的水平。

PID能做什么呢？

PID取用氯或PV的测量水平，并将其与期望的水平或设定值进行比较。这个比较给出了误差，然后计算输出。输出是一个电信号，控制适当的化学药品的投加剂量。输出可以控制加热器，加药泵和许多其他设备，用来改变PV。

怎么使用PID呢？

PID由比例、积分和微分三部分组成。了解每个部分的功能有助于操作员选择最适合自己的控制级别。

比例 – 是PID最常用的部分，有最广泛的应用。当使用比例控制时，测量值离设定值越远，控制器的输出越大。对于大多数流程来说，这是一个合适的控制级别，用户可以从纯比例系统中获得很多控制。

一些循环过程中，测量的参数随着工艺过程在衰减。如氯从泳池中消散,热量从锅炉中流失等。此时比例控制将永远赶不上设定值。这就是所谓的“固定偏差”。如果这个“固定偏差”对工艺过程来说不是问题，那么建议只使用PID的比例部分。如果用户想要消除“固定偏差”，那么可以对信号应用积分部分来纠正它。

积分 – 积分项的输出由误差的大小和持续时间决定。一个小的错误，在很长一段时间内，将触发一个比从一个纯粹的比例系统更大的响应。这有助于消除在连续损失过程中出现的“固定偏差”，也有助于更快地达到设定值。

微分 – 微分增益很少使用，通常只有专业工程师才会设置。微分增益利用PV的变化率来尝试预测未来的误差。这种类型的控制特别容易产生过度补偿，特别是当存在少量的信号噪声(通常被视为PV中的峰值)时。微分增益通常是工程师们用来改善已经很严格的控制的一种微调，几乎从未被用作控制的一个重要部分。

PID有什么优点？

如果正确地设置了PID，则可以实现更严格的过程控制，从而节省时间和金钱。例如，泳池管理者希望保持低氯水平，以改善洗澡体验，并节省化学药剂。AquaSense是一种余氯分析系统，可以快速、恰当地对泡浴负荷(也称为氯需求)的变化做出反应。这意味着泳池操作员可以节省资金，同时保持泳池的安全。PID还可以帮助降低超过预期设定值的风险，降低危险的化学药品过量投加的风险。

先进的特性和保护措施

与使用阈值继电器来维持上限和下限相比，使用PID循环来维持设定值是一个巨大的进步，使用额外的安全措施来控制循环是明智的，比如:

• 泵的最大和最小输出。 这主要是用来防止控制器使用过于激进的控制，这可能会导致投加过量。在测量参数随时间丢失的系统中，也可以使用最小输出以防止控制器关闭投加。
• 缓变率是比例控制，允许用户选择控制投加的快慢，以达到设定值。 这是在启动时可以防止投加太快。
• Wind up保护是一个整体控制，它限制了控制的持续时间。 就限制了之前的错误可以累积到什么程度。如果没有wind up保护，如果工艺过程达到零或启动时可能会有一个非常大的积分值。

这些都是所有Pi的PID控制器的标准特性。

结论

总之，如果使用正确，PID是一个非常有用的工具，可以节省大量的化学品，更不用说可以减少泵的磨损和降低电力成本。