山東利澤盟展自控設(shè)備有限公司
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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)不一致的問題,準確的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(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(tǒng)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(jiān)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(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)標準電流、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0-10V信號分別計算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(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、雙金屬溫度計、玻璃轉(zhuǎn)子流量計等現(xiàn)場儀表不進入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為最常用DCS系統(tǒng)AO輸出,AO輸出通常接入電動執(zhí)行機構(gòu)、氣動執(zhí)行機構(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指進入DCS系統(tǒng)或PLC的開關(guān)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(tǒng)或PLC后通常會接通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、電接點雙金屬溫度計、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。
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級的用電設(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)行機構(gòu):每臺執(zhí)行機構(gòu)閥位反饋4-20mA計算AI輸入1點,閥門正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制計算DO輸出2個點,閥門開到位/閥門關(guān)到位信號計算DI輸入2個點 ,閥門開過力矩/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)行機構(gòu)(AC380V電源):每臺執(zhí)行機構(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)),閥門正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制計算DO輸出2個點,閥門開到位/閥門關(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)行機構(gòu):每臺執(zhí)行機構(gòu)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(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)行機構(gòu),如無故障報警信號則不計算AI點數(shù))
(4)調(diào)節(jié)型多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu):每臺執(zhí)行機構(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)
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(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(shù)0-3個點(小功率電機通常不用監(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(jīng)電流變送器轉(zhuǎn)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(guān)計算1個DI輸入。
為便于大家理解,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
電機控制二次回路功能說明:電氣柜、現(xiàn)場操作箱上的停止按鈕能在任何狀態(tài)下讓電機停止運行;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)位置的啟動按鈕能啟動電機;選擇開關(guān)在“DCS控制”時,在DCS系統(tǒng)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(xiàn)場操作箱上的停止按鈕;1SB為電氣柜上的啟動按鈕,1SB1為現(xiàn)場操作箱上的啟動按鈕;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(shù)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(guān)狀態(tài)(選擇DCS系統(tǒng)控制時)計算DI輸入1個點。
為便于大家理解,下圖是某電氣柜、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
(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)電機正反轉(zhuǎn)控制的DCS系統(tǒng)點數(shù)
電機正轉(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(tǒng)兼容PLC功能,復(fù)雜的邏輯控制按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系統(tǒng)冗余,通常按照用戶實際需要的DCS系統(tǒng)I/O點數(shù)增加20%冗余。
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