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DCS系統(tǒng)I/O點數(shù)計算方法

DCS控制系統(tǒng)點數(shù)通常由設(shè)計院統(tǒng)計提供，DCS系統(tǒng)點數(shù)是儀表專業(yè)I/O點數(shù)、電氣專業(yè)I/O點數(shù)和DCS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的通訊點數(shù)總和。準(zhǔn)確統(tǒng)計電氣和儀表I/O點數(shù)可避免電氣和儀表專業(yè)出現(xiàn)協(xié)調(diào)不*的問題，準(zhǔn)確的DCS點數(shù)能為使用單位決策DCS系統(tǒng)品牌和DCS系統(tǒng)造價提供依據(jù)。

DCS系統(tǒng)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(nèi)容，DCS系統(tǒng)點數(shù)是從AI模擬輸入點數(shù)、AO模擬輸出點數(shù)、DI開關(guān)量輸入點數(shù)、DO開關(guān)量輸出點數(shù)和DCS與其他系統(tǒng)通訊點數(shù)五個方面統(tǒng)計結(jié)果得出，下面介紹儀表專業(yè)和電氣專業(yè)DCS系統(tǒng)點數(shù)計算方法：

1、DCS系統(tǒng)AI輸入點數(shù)如何計算
AI指進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC的模擬量輸入信號。從現(xiàn)場可以直接輸入DCS系統(tǒng)的AI輸入信號有熱電偶（J、K、T、N、E、R、S和B分號熱電偶）、熱電阻信號（Cu50、Cu100、Pt100和Pt50分號）、標(biāo)準(zhǔn)電流信號（4-20mA、0-20mA）、標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)，則要用信號隔離器、電流變送器、電壓變送器等信號轉(zhuǎn)換設(shè)備將該信號轉(zhuǎn)換為4-20mA或1-5V在送入DCS系統(tǒng)。
（1）熱電偶AI輸入點數(shù)統(tǒng)計
單支裝配式熱電偶或者單支鎧裝熱電偶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(tǒng)顯示同一測點的兩個傳感器溫2個AI點計算，只顯示該測點的一個溫1個AI點計算；單支多點熱電偶或多點熱電偶常用于監(jiān)測同一測點不同部位溫，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(shù)統(tǒng)計
熱電阻AI輸入點數(shù)統(tǒng)計方法和熱電偶AI輸入點數(shù)統(tǒng)計方法相同。
（3）標(biāo)準(zhǔn)電流、電壓AI輸入點統(tǒng)計
每一路送入DCS系統(tǒng)的4-20mA、0-2mA、0-5V、1-5V或0-10號分別計算1個AI點，同時統(tǒng)計該輸入信號對應(yīng)的量程范圍。二線制變送器（包括溫變送器、壓力變送器、液位變送器、流量變送器等）因涉及DC24V供電，好單獨統(tǒng)計AI點數(shù)，方便DCS系統(tǒng)集成接線。
特別說明：在現(xiàn)場顯示的壓力表、雙金屬溫計、玻璃轉(zhuǎn)子流量計等現(xiàn)場儀表不進(jìn)入DCS系統(tǒng)點數(shù)計算。

2、DCS系統(tǒng)AO輸出點數(shù)如何計算
AO指DCS系統(tǒng)或PLC發(fā)出的控制現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)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為常用DCS系統(tǒng)AO輸出，AO輸出通常接入電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、變頻器、電力調(diào)整器和工業(yè)控制模塊等設(shè)備，通常每一個被控對象對應(yīng)一路AO輸出，AO輸出點數(shù)與被控設(shè)備數(shù)量相同。

3、DCS系統(tǒng)DI輸入點數(shù)如何計算
DI指進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC的開關(guān)量輸入信號，DI輸入須是無源觸點、TTL或CMOS電平信號，DI進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC后常會接通DC24V或者DC48V查詢電壓。
儀表專業(yè)DI輸入通常來自現(xiàn)場電接點壓力表、電接點雙金屬溫計、電接點水位計、液位開關(guān)、流量開關(guān)、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(tǒng)時計算為一個點DI輸入。電氣專業(yè)DI點數(shù)計算較為復(fù)雜，文章后面專介紹。
4、DCS系統(tǒng)DO輸出點數(shù)如何計算
DO指DCS系統(tǒng)或PLC發(fā)出的控制現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)量輸出信號，通常通過中間繼電器再接入其他不同電壓等的用電設(shè)備。儀表專業(yè)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(zhuǎn)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、接觸器等設(shè)備。DCS系統(tǒng)控制不同設(shè)備其所需要的DO輸出點數(shù)不同，以下是常見被控對象I/O點數(shù):
（1）開關(guān)型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu):每臺執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋4-20mA計算AI輸入1點，閥正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制計算DO輸出2個點，閥開到位/閥關(guān)到位信號計算DI輸入2個點，閥開過力矩/關(guān)過力矩故障信號計算DI輸入2點。
（2）開關(guān)型多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)（AC380V電源）：每臺執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(shù)），閥正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制計算DO輸出2個點，閥開到位/閥關(guān)到位（限位開關(guān)）計算DI輸入2個點，執(zhí)行器開過力矩/關(guān)過力矩故障信號計算DI輸入2點。
（3）調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu):每臺執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋計算AI輸入1點，閥控制信號計算AO輸出1個點，執(zhí)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(zhí)行機(jī)構(gòu)，如*報警信號則不計算AI點數(shù)）
（4）調(diào)節(jié)型多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu):每臺執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋計算AI輸入1點，執(zhí)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(zhuǎn)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如無此功能則不計算該DO點數(shù)）,開過力矩/關(guān)過力矩報警信號計算DI輸入點數(shù)2點。
（5）變頻器：每臺變頻器頻率反饋計算AI輸入點數(shù)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(fù)位計算1個DO輸出1個點，變頻器運行狀態(tài)計算DI輸入1個點。
如果變頻器與通訊方式與DCS系統(tǒng)連接，則只需要計算1個通訊點，不需要計算其他點數(shù)。
（6）如DCS系統(tǒng)外接電磁閥、指示燈、接觸器等設(shè)備，每個設(shè)備計算DO輸出1點（如多個設(shè)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(yè)如何計算DCS系統(tǒng)點數(shù)
（1）常規(guī)電氣控制的DCS系統(tǒng)點數(shù)
簡單的電機(jī)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(tài)（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(jī)保護(hù)器過載信號）計算DI輸入1個點。

電機(jī)回路如需要電流顯示和就地/遠(yuǎn)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(shù)0-3個點（小功率電機(jī)通常不用監(jiān)測電流，則不計算該AI輸入點數(shù)；大功率三相電機(jī)有幾相電流需要送入DCS顯示就計算幾個AI輸入點，須將每一路0-5A電流信號經(jīng)電流變送器轉(zhuǎn)換為4-20mA信號送DCS，多3個點）；如電機(jī)需多地控制，則控制地點選擇開關(guān)計算1個DI輸入。

為便于大理解，下圖是GGD電氣柜、現(xiàn)場操作箱和DCS系統(tǒng)三地控制的電氣二次控制原理圖舉例

電氣二次控制原理圖

電機(jī)控制二次回路功能說明：電氣柜、現(xiàn)場操作箱上的停止鈕能在任何狀態(tài)下讓電機(jī)停止運行；控制地點選擇開關(guān)可以選擇“本柜控制”、“現(xiàn)場控制”和“DCS控制”，選擇開關(guān)對應(yīng)位置的啟動鈕能啟動電機(jī)；選擇開關(guān)在“DCS控制”時，在DCS系統(tǒng)上才能進(jìn)行電機(jī)啟動/停止操作。
電氣元件說明：二次原理圖中1SS為電氣柜上的停止鈕，1SS1為現(xiàn)場操作箱上的停止鈕；1SB為電氣柜上的啟動鈕，1SB1為現(xiàn)場操作箱上的啟動鈕；DO為DCS系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)場操作箱上的停止指示燈；1KK為操作地切換開關(guān)；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系統(tǒng)點數(shù)
每個降壓啟動回路電機(jī)全壓運行狀態(tài)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(jī)保護(hù)器過載信號）計算DI輸入1個點，電機(jī)電流信號（來自三相電流變送器）計算AI輸入點數(shù)3個點（電機(jī)A、B、C相電流變送器）；如電機(jī)需多地控制，則控制地點選擇開關(guān)狀態(tài)（選擇DCS系統(tǒng)控制時）計算DI輸入1個點。
為便于大理解，下圖是GGD電氣柜、現(xiàn)場操作箱和DCS系統(tǒng)三地控制的降壓啟動二次回路控制原理圖

三地控制的降壓啟動二次回路控制原理圖

（3）變頻器控制的DCS系統(tǒng)點數(shù)
每個變頻器運行狀態(tài)信號（來自于中間繼電器觸點）計算DI輸入1個點，DCS系統(tǒng)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(fù)位計算DO輸出1個點，變頻頻率反饋信號計算AI輸入點數(shù)1個點；變頻頻率給定信號計算AO輸出1個點。
（4）電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的DCS系統(tǒng)點數(shù)
電機(jī)正轉(zhuǎn)運行狀態(tài)/反轉(zhuǎn)運行狀態(tài)（來自接觸器輔助觸點）計算D1輸入2個點，正轉(zhuǎn)故障/反轉(zhuǎn)故障信號（來自熱繼電器）計算DI輸入2個點，正轉(zhuǎn)控制/反轉(zhuǎn)控制（接接觸器線圈）計算DO輸出2點，電機(jī)電流反饋信號多計算AI輸入3個點（無電流反饋不計算該點）。
（5）DCS系統(tǒng)兼容PLC功能，復(fù)雜的邏輯控制照實際工程要求來計算DCS系統(tǒng)I/O點數(shù)（計算方法與計算PLC點數(shù)方法相同），在此不一一羅列說明。
通過以上DCS系統(tǒng)點數(shù)計算方法可以迅速統(tǒng)計出實際需要的DCS系統(tǒng)硬件點數(shù)，DCS系統(tǒng)實際配置還需要考慮DCS系統(tǒng)冗余，通常照用戶實際需要的DCS系統(tǒng)I/O點數(shù)增加20%冗余。

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