摘要：為了保證科研生産中的安全運作和控制，針對一些對可靠性、安全性和産品價值要求較高的控制對象，往往要求傳感器具有備援設計。本文介紹了VPC 2021-1系列多功能超高精度PID控制器，主要介紹了此控制器的雙傳感器備援功能及其使用方法。
在各種工業和科研領域中，會采用大量各種傳感器進行相應的過程參數測量和控制。在一些使用環境比較惡劣的條件下，如高低溫、高壓力、腐蝕、侵蝕、振動和強磁場等，傳感器往往會受到損傷而發生故障，由此會在使用過程中給測量和控制帶來嚴重影響，進而造成測量和控制效果降低，甚至造成産品報廢和試驗失敗，更嚴重的還會造成控制失控而引發事故。特别是在一些高價值産品的長時間生産控制過程中，絕不允許期間出現中斷而造成控制參數巨變造成高價值産品報廢現象。
為了解決上述運作過程中傳感器損壞而帶來的控制失效問題，最好的解決方法是進行備援設計，即對工作用傳感器進行備份。如圖1所示，在被控對象中布置至少兩個傳感器，一個作為主傳感器，另一個為備份傳感器。當主傳感器出現故障時，特别是主傳感器出現斷路時，控制器自動切換到備份傳感器。
圖1 備援設計的雙傳感器（主傳感器和備份傳感器）
在控制過程和運作裝置中配備雙傳感器比較容易實作，條件是主傳感器和備份傳感器的規格型号和量程要完全一緻，但發揮這種備援設計功效的關鍵是要求相應的PID控制器具有傳感器斷路自動監測能力，并同時要求能将控制回路自動切換到備份傳感器。
為了滿足安全生産和控制需要，VPC2021-1系列多功能超高精度PID控制器配備這種雙傳感器備援功能。如圖2所示，此系列PID控制器具備萬能型傳感器輸入功能，可連接配接的47種類型的輸入信号，其中包括10種熱電偶溫度傳感器、9種電阻型溫度傳感器、3種純電阻、10種熱敏電阻、3種模拟電流和12種模拟電壓。在備份傳感器的具體使用中，可以将兩隻完全相同的傳感器分别接入主輸入端和輔助輸入端，并将輔助輸入通道設定為雙傳感器備援功能。開始運作後，控制器同時采集兩隻傳感器信号，但采用主傳感器信号進行控制。當主傳感器開路時，目前測量自動轉入輔助輸入端（備份傳感器）的測量值并繼續進行控制。
圖2 具有雙傳感器備援功能的PID控制器
這種雙端口輸入信号的功能還可以進行擴充，可以通過相應的設定用來進行加熱器斷絲報警、閥位回報、遠端設定、不同量程雙傳感器切換。
總之，這種具體雙傳感器備援功能的PID調節器完全可以滿足安全控制的需要，功能十分強大，同時還保持了超高精度的測量控制能力。