DCS系統I/O點數計算方法

更新時間：2016-08-13 14:51:31　點擊數：2859

DCS控制系統點數通常由設計院統計提供，DCS系統點數是儀表專業I/O點數、電氣專業I/O點數和DCS系統與其他系統的通訊點數總和。準確統計電氣和儀表I/O點數可避免電氣和儀表專業出現協調不一致的問題，準確的DCS點數能為使用單位決策DCS系統品牌和DCS系統造價提供依據。

　　DCS系統通常涉及熱工檢測、模擬量控制、順序控制和邏輯控制等自動化控制內容，DCS系統點數是從AI模擬輸入點數、AO模擬輸出點數、DI開關量輸入點數、DO開關量輸出點數和DCS與其他系統通訊點數五個方面統計結果得出，下面介紹儀表專業和電氣專業DCS系統點數計算方法：

　　1、DCS控制系統AI點數如何計算

　　AI指進入DCS系統或PLC的模擬量輸入信號。從現場可以直接輸入DCS系統的AI輸入信號有熱電偶(J、K、T、N、E、R、S和B分度號熱電偶)、熱電阻信號(Cu50、Cu100、Pt100和Pt50分度號)、標準電流信號(4-20mA、0-20mA)、標準電壓信號(1-5V、0-5V和0-10V)和脈沖信號;其他形式的信號如需送入DCS系統，則要用信號隔離器、電流變送器、電壓變送器等信號轉換設備將該信號轉換為4-20mA或1-5V在送入DCS系統。

　　(1)熱電偶AI輸入點數統計

　　單支裝配式熱電偶或者單支鎧裝熱電偶按1個AI點計算;雙支裝配式熱電偶或者雙支鎧裝熱電偶需要在DCS系統顯示同一測點的兩個傳感器溫度按2個AI點計算，只顯示該測點的一個溫度按1個AI點計算;單支多點熱電偶或多點熱電偶常用于監測同一測點不同部位溫度，熱電偶有幾個測量點則計算幾個點熱電偶AI輸入。

　　(2)熱電阻AI輸入點數統計

　　熱電阻AI輸入點數統計方法和熱電偶AI輸入點數統計方法相同。

　　(3)標準電流、電壓AI輸入點統計

　　每一路送入DCS系統的4-20mA、0-2mA、0-5V、1-5V或0-10V信號分別計算1個AI點，同時統計該輸入信號對應的量程范圍。二線制變送器(包括溫度變送器、壓力變送器、液位變送器、流量變送器等)因涉及DC24V供電，最好單獨統計AI點數，方便DCS系統集成接線。

　　特別說明：在現場顯示的壓力表、雙金屬溫度計、玻璃轉子流量計等現場儀表不進入DCS系統點數計算。

　　2、DCS控制系統AO點數如何計算

　　AO指DCS系統或PLC發出的控制現場執行設備的模擬量輸出信號。AO輸出一般有4-20mA、0-20mA、0-5V、1-5V和0-10V五種類型，4-20mA為最常用DCS系統AO輸出，AO輸出通常接入電動執行機構、氣動執行機構、變頻器、電力調整器和工業控制模塊等設備，通常每一個被控對象對應一路AO輸出，AO輸出點數與被控設備數量相同。

　　3、DCS控制系統DI點數如何計算

　　DI指進入DCS系統或PLC的開關量輸入信號，DI輸入必須是無源觸點、TTL或CMOS電平信號，DI進入DCS系統或PLC后通常會接通DC24V或者DC48V查詢電壓。

　　儀表專業DI輸入通常來自現場電接點壓力表、電接點雙金屬溫度計、電接點水位計、液位開關、流量開關、火焰檢測、電接點水位計等儀表的報警觸點，每一個報警觸點接入DCS系統時計算為一個點DI輸入。電氣專業DI點數計算較為復雜，文章后面專門介紹。

　　4、DCS控制系統DO點數如何計算

　　DO指DCS系統或PLC發出的控制現場設備的開關量輸出信號，通常通過中間繼電器再接入其他不同電壓等級的用電設備。儀表專業DO輸出常用于控制外部指示燈、電磁閥、聲光報警器、電氣控制和多回轉電動執行機構、接觸器等設備。DCS系統控制不同設備其所需要的DO輸出點數不同，以下是常見被控對象I/O點數:

　　(1)開關型電動執行機構:每臺執行機構閥位反饋4-20mA計算AI輸入1點，閥門正轉/反轉控制計算DO輸出2個點，閥門開到位/閥門關到位信號計算DI輸入2個點，閥門開過力矩/關過力矩故障信號計算DI輸入2點。

　　(2)開關型多回轉電動執行機構(AC380V電源)：每臺執行機構閥位反饋4-20mA計算AI輸入1點(如無反饋信號則不計算該AI點數)，閥門正轉/反轉控制計算DO輸出2個點，閥門開到位/閥門關到位(限位開關)計算DI輸入2個點，執行器開過力矩/關過力矩故障信號計算DI輸入2點。

　　(3)調節型電動執行機構:每臺執行機構閥位反饋計算AI輸入1點，閥門控制信號計算AO輸出1個點，執行器故障報警信號計算AI輸入1個點(故障報警常見于智能型電動執行機構，如無故障報警信號則不計算AI點數

　　(4)調節型多回轉電動執行機構:每臺執行機構閥位反饋計算AI輸入1點，執行器4-20mA控制信號計算AO輸出1個點，ESD緊急控制信號計算DO輸出1個點(ESD緊急控制信號常見于智能型多回轉電動執行機構，如無此功能則不計算該DO點數),開過力矩/關過力矩報警信號計算DI輸入點數2點。

　　(5)變頻器：每臺變頻器頻率反饋計算AI輸入點數1點，頻率給定信號計算AO輸出1個點，運行/停止給定指令計算DO輸出1個點，變頻器故障報警計算DI輸入1個點，故障復位計算1個DO輸出1個點，變頻器運行狀態計算DI輸入1個點。

　　如果變頻器與通訊方式與DCS系統連接，則只需要計算1個通訊點，不需要計算其他點數。

　　(6)如DCS系統外接電磁閥、指示燈、接觸器等設備，每個設備計算DO輸出1點(如多個設備共用一個控制信號，通常通過增加中間繼電器觸點方式完成，只需要計算1個DO輸出)。

　　5、電氣專業如何計算DCS控制系統點數

　　(1)常規電氣控制的DCS控制系統點數

　　最簡單的電機控制回路需要2個點DI輸入，1個點DO輸出。每個回路運行狀態(來自于接觸器輔助觸點)計算DI輸入1個點，啟動/停止控制信號(接接觸器線圈)計算DO輸出1個點，故障信號(來自熱繼電器或者電機保護器過載信號)計算DI輸入1個點。

　　電機回路如需要電流顯示和就地/遠傳控制，除計算2個DI、1個DO外，電流信號(來自電流變送器)計算AI輸入點數0-3個點(小功率電機通常不用監測電流，則不計算該AI輸入點數;大功率三相電機有幾相電流需要送入DCS顯示就計算幾個AI輸入點，必須將每一路0-5A電流信號經電流變送器轉換為4-20mA信號送DCS，最多3個點);如電機需多地控制，則控制地點選擇開關計算1個DI輸入。

　　電機控制二次回路功能說明：

　　電氣柜、現場操作箱上的停止按鈕能在任何狀態下讓電機停止運行;控制地點選擇開關可以選擇“本柜控制”、“現場控制”和“DCS控制”，選擇開關對應位置的啟動按鈕能啟動電機;選擇開關在“DCS控制”時，在DCS系統上才能進行電機啟動/停止操作。

　　電氣元件說明：

　　二次原理圖中1SS為電氣柜上的停止按鈕，1SS1為現場操作箱上的停止按鈕;1SB為電氣柜上的啟動按鈕，1SB1為現場操作箱上的啟動按鈕;DO為DCS系統啟動/停止控制輸出觸點;1HR5為電源指示燈;1HR為電氣柜上的運行指示燈，1HR1為現場操作箱上的運行指示燈;1HG為電氣柜上的停止指示燈，1HR1為現場操作箱上的停止指示燈;1KK為操作地切換開關;1KH為熱繼電器;1KM為接觸器;1KA為中間繼電器;1FU為二次回路保險。

　　(2)降壓啟動電氣控制的DCS控制系統點數

　　每個降壓啟動回路電機全壓運行狀態信號(來自于主接觸器1KM1輔助觸點)計算DI輸入1個點，DCS啟動/停止控制信號(接接觸器線圈)計算DO輸出1個點，電氣故障信號(來自熱繼電器或者電機保護器過載信號)計算DI輸入1個點，電機電流信號(來自三相電流變送器)計算AI輸入點數3個點(電機A、B、C相電流變送器);如電機需多地控制，則控制地點選擇開關狀態(選擇DCS系統控制時)計算DI輸入1個點。

　　(3)變頻器控制的DCS控制系統點數

　　每個變頻器運行狀態信號(來自于中間繼電器觸點)計算DI輸入1個點，DCS系統啟動/停止控制信號(接中間繼電器線圈)計算DO輸出1個點， 變頻故障信號(來自變頻器)計算DI輸入1個點，故障復位計算DO輸出1個點，變頻頻率反饋信號計算AI輸入點數1個點;變頻頻率給定信號計算AO輸出1個點。

　　(4)電機正反轉控制的DCS控制系統點數

　　電機正轉運行狀態/反轉運行狀態(來自接觸器輔助觸點)計算D1輸入2個點，正轉故障/反轉故障信號(來自熱繼電器)計算DI輸入2個點，正轉控制/反轉控制(接接觸器線圈)計算DO輸 出2點，電機電流反饋信號最多計算AI輸入3個點(無電流反饋不計算該點)。

　　(5)DCS系統兼容PLC功能，復雜的邏輯控制按照實際工程要求來計算DCS系統I/O點數(計算方法與計算PLC點數方法相同)，在此不一一羅列說明。

　　通過以上DCS控制系統點數計算方法可以迅速統計出實際需要的DCS系統硬件點數，DCS系統實際配置還需要考慮系統冗余，通常按照用戶實際需要的DCS系統I/O點數增加20%系統冗余。

轉載自中國工控網