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      閉環(huán)系統(tǒng)：包含反饋的電子控制系統(tǒng)，是現(xiàn)代制造和研發(fā)的支柱。與許多工業(yè)控制系統(tǒng)（如PLC）一樣，目標(biāo)是確保可重復(fù)的過程。無論您是在研究應(yīng)用程序，監(jiān)督/維護(hù)工業(yè)流程還是監(jiān)督整個(gè)工廠的運(yùn)營，我們都會(huì)在最新的文章中詳細(xì)介紹精確數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制的一些商業(yè)優(yōu)勢。
什么是閉環(huán)系統(tǒng)？
      閉環(huán)系統(tǒng)由任何電子控制系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)利用反饋路徑進(jìn)行更精確的控制。也就是說，該過程自己的輸出將數(shù)據(jù)饋送到其控制系統(tǒng)，以便自我優(yōu)化到期望的結(jié)果。反饋控制系統(tǒng)還允許該過程完全獨(dú)立地操作，因?yàn)槠涓鼜?qiáng)的控制使其不易受外部條件的影響。因此，閉環(huán)控制比開環(huán)系統(tǒng)更受歡迎，其“自我意識”允許它補(bǔ)償突然變化，從而對系統(tǒng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
      開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)之間的關(guān)鍵區(qū)別在于向控制器存在反饋信號。過程控制器可以是單輸入單輸出，SISO或多輸入多輸出MIMO。開環(huán)控制器不使用反饋信號，而閉環(huán)則使用反饋信號。閉環(huán)系統(tǒng)依靠過程輸出信號來參考所需的設(shè)定點(diǎn)，然后通過PID控制器或其他控制方法調(diào)整控制變量。
      然而，與開環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)不同，在防止過沖和其他昂貴的控制錯(cuò)誤的需要方面更難以調(diào)整。為了有效地做到這一點(diǎn)，用戶需要為系統(tǒng)配備精確的傳感器（例如使用上海自動(dòng)化儀表有限公司熱電偶上的RTD）并使用數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。這些設(shè)備可以實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)，然后使用該數(shù)據(jù)作為反饋來執(zhí)行校正控制功能。
對投資回報(bào)率的響應(yīng)控制：
      為了收集數(shù)據(jù)，監(jiān)控結(jié)果并控制給定過程，任何閉環(huán)系統(tǒng)都必須依賴從一個(gè)或多個(gè)傳感器收集的數(shù)據(jù)。使用傳感器數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以考慮其自身輸出的一部分以實(shí)現(xiàn)更高級別的控制。閉環(huán)系統(tǒng)為用戶提供了微調(diào)的優(yōu)勢，即擇用于過程校正的反饋量。輸入到輸入的選擇比例是閉環(huán)增益。但是，在配置系統(tǒng)時(shí)，用戶應(yīng)確保對所包含的反饋量設(shè)置限制，因?yàn)檫@可能導(dǎo)致控制器過度反應(yīng)并干擾過程，可能導(dǎo)致延遲或損壞。
      通過將此操作數(shù)據(jù)與預(yù)期的輸出水平進(jìn)行比較，您可以通過在下一次迭代中將過程更正接近設(shè)定點(diǎn)來降低誤差值。
      這也是確保系統(tǒng)自動(dòng)校正的有效方法，例如在嚴(yán)重偏差的情況下再次變?yōu)榭刹僮鞯模拖馪ID控制器使用反饋來向過程通知其自身的錯(cuò)誤一樣。
準(zhǔn)確的傳感器提供準(zhǔn)確的反饋
      閉環(huán)系統(tǒng)利用至少一個(gè)反饋源來自我調(diào)節(jié)過程。為了確保您的閉環(huán)系統(tǒng)具有準(zhǔn)確的反饋以指導(dǎo)其糾錯(cuò)，您將需要使用由您的個(gè)人數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序確定的高精度指定的傳感器。
例如，如果您只是希望您的系統(tǒng)在寬溫度窗口（例如40-85°F）內(nèi)保持自己，那么您可以使用便宜的熱電偶來測量溫度。但是，如果您的應(yīng)用程序更復(fù)雜或要求更高的精度，則可能需要更靈敏的傳感器，例如本例中的熱敏電阻。
示例閉環(huán)系統(tǒng)
      我們的閉環(huán)系統(tǒng)示例包括一對作為系統(tǒng)輸入源的RTD溫度傳感器，連接到實(shí)時(shí)控制器，該控制器依賴于從RTD收集的溫度數(shù)據(jù)形式的反饋。這個(gè)雙輸入系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控鍋爐水箱（傳感器連接在其前后），并自動(dòng)調(diào)節(jié)鍋爐溫度以調(diào)節(jié)輸出并幫助防止水箱損壞。
      在這里，我們選擇RTD作為其相對較高的精度，而不是標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶。RTD（電阻溫度檢測器）由繞線氣缸組成，通過繞組提供特定量的電流并對產(chǎn)生的電壓進(jìn)行采樣來收集溫度數(shù)據(jù)。使用它，他們計(jì)算阻力，然后計(jì)算周圍溫度。
      作為其控制器，我們的系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。該實(shí)時(shí)系統(tǒng)連接到兩個(gè)傳感器，并持續(xù)監(jiān)控其數(shù)據(jù)是否存在設(shè)定點(diǎn)違規(guī)。由數(shù)據(jù)采集控制器放大，誤差信號（給定為正或負(fù)）為：誤差=理想鍋爐溫度（72°F） - 當(dāng)前鍋爐溫度。
      每當(dāng)傳感器讀數(shù)超出數(shù)據(jù)采集用戶設(shè)定的70°-75°F限值（輸入?yún)⒖贾担r(shí)，數(shù)據(jù)采集的控制輸出通過向控制鍋爐的PLC發(fā)送命令將溫度升高2華氏度來糾正錯(cuò)誤。 。在下一個(gè)傳感器讀數(shù)之前立即對該命令起作用以糾正該過程。在緊急情況下，數(shù)據(jù)采集還可以命令PLC激活聲音警報(bào)或關(guān)閉鍋爐。
      在我們的制造過程中，數(shù)據(jù)采集繼續(xù)監(jiān)控溫度傳感器并以極高的速度發(fā)送命令。通過這種方式，精確的監(jiān)控和實(shí)時(shí)操作以傳感器反饋的形式提供了響應(yīng)控制的好處。
摘要
      反饋控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)各種行業(yè)的過程優(yōu)化和可重復(fù)性的理想方式。雖然閉環(huán)控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中更加復(fù)雜和高度維護(hù)，但當(dāng)它們能夠自動(dòng)控制和維護(hù)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，它們可以完全獨(dú)立地運(yùn)行。通過使用精確的傳感器和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，您的應(yīng)用程序可以提供物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)利益。