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過程控制應用與普爾世工控電源

工業中的過程控制是指以溫度、壓力、流量、液位和成分等工藝參數作為被控變量的自動控制，比如在石油天然氣開采、傳輸、煉化等領域、電力行業、污水處理等領域、以及流程生產，如鋼鐵、食品、飲料、醫療、造紙等行業，都有典型的過程控制應用。過程控制系統普遍都有控制過程緩慢的特點，具有一定時間常數和時滯，控制并不急需在極短時間完成;控制過程大多復雜多樣，底層數據傳輸量大且繁雜。

過程控制行業的典型應用方式有DCS/ESD/SCADA，儀器儀表，系統總線供電(AS-I, DeviceNet)等。大部分過程控制自動化都是由DCS(Distributed Control System, 分布式控制系統)來實現的。它與電源相關的設備或負載主要分為四種：系統機柜中的I/O控制器，系統機柜中的通訊設備，輔助機柜中的安全柵、繼電器和終端，以及現場儀器儀表，如傳感器、執行器等(圖1)。同時，SIS(Safety Instrumented System, 安全儀表系統)也是DCS系統的重要環節。而每一種功用的負載對電源供電的重點要求也各有不同。

圖1 DCS分布式控制的結構圖

普爾世工控電源在過程控制行業累積了多年的經驗，針對該應用的具體要求，產品普遍具備如下特點：

- 可構建冗余電源系統

- 高可靠性，長使用壽命

- 穩健的直流電能質量

- 耐受惡劣的工作環境:溫濕度/高海度等

- 優異的電磁兼容性

- 全功率范圍內的高轉換效率

- 體積小巧

- UL1604, ATEX等認證.

普爾世電源適用于過程控制領域的五要素

以下就針對上文所述的DCS負載分類進一步分析其特點和對電源的關鍵要求。

1)系統機柜中的I/O控制器

I/O控制器對電源的可靠性和質量要求很高，方案一旦形成就意味著長遠規劃，這就需要與電源供應商結成長期穩定的合作關系，所提供的電源產品的生命周期應盡可能長。

普爾世電源成立已有34年，始終堅持自主研發和生產。時至今天，只要用戶需要，仍能購買到普爾世上個世紀90年代以前的產品老款產品。

2)系統機柜中的通訊設備

高效、安全的通訊必然需要電源的高質量、無故障的長期供電。

普爾世的每款電源的產品數據表都詳細列出了各項嚴謹的主要技術參數和特性，以及得出這些數據的環境溫度、預熱時間等客觀實驗條件，其中包括根據國際標準計算的MTBF和使用壽命預期。普爾世電源普遍具有工控電源行業領先的MTBF，某工業以太網產品的生產廠商正是因為普爾世電源產品的高可靠性，與普爾世結成二十多年的長期合作至今。

3)輔助機柜中的安全柵、繼電器和終端

輔助機柜由于體積所限，要求電源體積小，發熱量低。

普爾世電源在電源的體積和熱設計方面有一個專業的研發團隊，堅持功率電子元器件的基礎理論研發，大膽創新核心轉換器的拓撲結構，擁有多項專利電源技術，曾經多次首推市場上轉換效率最高、體積最小，同時也具有最高可靠性的電源產品。普爾世重視電源的體積與發熱，從詳細標注的數據表中也有所體現，例如當用戶由于機柜實際情況而不得不橫向安裝DIN導軌式電源時，可能會改變輸出的特性曲線(圖2)。

圖2 PULS普爾世某款電源數據表中的橫向安裝情況下的輸出特性曲線

4)現場儀器儀表，如傳感器、執行器等

分布在現場的傳感器、執行器等儀器儀表必須盡量做到采集或動作的精確與精準，而工作現場往往多有紋波與噪聲，對現場儀表造成干擾影響。這就要求電源亦不能再產生更多的紋波和噪聲，疊加干擾影響。

普爾世電源在HART通訊基金會(HART Communication Foundation)的HCF_TEST-2測試中的表現(圖3)可以證明，普爾世電源產品具有優異、穩定的輸出特性。

圖3 普爾世電源在HCF_TEST-2測試中的表現

5)安全儀表系統SIS

安全儀表系統SIS的主要功能是實現緊急停車、燃燒爐管理、火氣檢測等過程控制中的重要安全相關應用。系統中的電源關鍵要能達到SIL3 (Safety Integrity Level 3, 安全完整性等級3)。

普爾世精品電源QS10.241和QS20.241作為某用戶的SIS系統電源，通過了SIL3的認證(圖4)。

圖4 普爾世精品電源QS10.241和QS20.241通過系統SIL3安全認證

除了以上五個DCS的重要應用環節，普爾世工控電源技術服務團隊還能夠針對用戶的特殊應用提供專業的電源解決方案。

關于普爾世

PULS普爾世1980年成立于德國慕尼黑，是上世紀70年代以來電源領域“高頻化”、“數字化”、“低功耗”技術革命的先驅，持續專注于工控行業;在1990年代推出世界上第一款“DIN導軌式工控電源”，開啟工控電源行業的嶄新篇章;在2000年代推出DIMENSION概念型產品線，將工控電源的體積、重量、功耗均減少了50%以上，同時，可靠性又大大提高，引領了工控行業的新一輪系統升級。

普爾世始終堅持在設計、元器件以及生產這三個關鍵層面保持高度專業化，其在工控領域的專注更是融合了對“可靠”與“創新”這對矛盾組合的深刻理解。這使得不斷優化的普爾世電源產品能夠持續、穩定、安全亦高效地應用在工控領域，其中包括工廠自動化、過程控制和惡劣工況等領域的核心環節。

普爾世也致力于為客戶提供切實可行的應用方案。例如，電源搭配傳感器、控制器、驅動產品、通訊系統;冗余系統、回路保護系統、直流不間斷電源系統等應用方案。普爾世中國工程技術團隊的專業服務也屬于產品的一部分，已通過多年實踐獲得了客戶的認可，值得信賴。

2006年和2008年，普爾世電源集團被美國市場研究機構Frost & Sullivan評為電源領域的“技術領袖”和“市場領袖”，成為“工控電源的第一品牌”。

隨著我國過程控制行業的不斷發展、進步與提升，普爾世電源集團(中國)也將秉承“精于電?致于心”的理念，致力將更多可靠、先進的電源技術與方案帶到中國，與中國工業共同成長。