DCS系統(tǒng)通常涉及熱工檢測(cè)、模擬量控制、順序控制和邏輯控制等自動(dòng)化控制內(nèi)容，DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)是從AI模擬輸入點(diǎn)數(shù)、AO模擬輸出點(diǎn)數(shù)、DI開關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)、DO開關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)和DCS與其他系統(tǒng)通訊點(diǎn)數(shù)五個(gè)方面統(tǒng)計(jì)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(diǎn)數(shù)計(jì)算方法：
1、DCS系統(tǒng)AI輸入點(diǎn)數(shù)如何計(jì)算
AI指進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC的模擬量輸入信號(hào)。從現(xiàn)場(chǎng)可以直接輸入DCS系統(tǒng)的AI輸入信號(hào)有熱電偶(J、K、T、N、E、R、S和B分度號(hào)熱電偶)、熱電阻信號(hào)(Cu50、Cu100、Pt100和Pt50分度號(hào))、標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)(4-20mA、0-20mA)、標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)(1-5V、0-5V和0-10V)和脈沖信號(hào)；其他形式的信號(hào)如需送入DCS系統(tǒng)，則要用信號(hào)隔離器、電流變送器、電壓變送器等信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA或1-5V在送入DCS系統(tǒng)。
①熱電偶AI輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)
單支裝配式熱電偶或者單支鎧裝熱電偶按1個(gè)AI點(diǎn)計(jì)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(cè)點(diǎn)的兩個(gè)傳感器溫度按2個(gè)AI點(diǎn)計(jì)算，只顯示該測(cè)點(diǎn)的一個(gè)溫度按1個(gè)AI點(diǎn)計(jì)算；單支多點(diǎn)熱電偶或多點(diǎn)熱電偶常用于監(jiān)測(cè)同一測(cè)點(diǎn)不同部位溫度，熱電偶有幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)則計(jì)算幾個(gè)點(diǎn)熱電偶AI輸入。
②熱電阻AI輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)
熱電阻AI輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)方法和熱電偶AI輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)方法相同。
③標(biāo)準(zhǔn)電流、電壓AI輸入點(diǎn)統(tǒng)計(jì)
每一路送入DCS系統(tǒng)的4-20mA、0-2mA、0-5V、1-5V或0-10V信號(hào)分別計(jì)算1個(gè)AI點(diǎn)，同時(shí)統(tǒng)計(jì)該輸入信號(hào)對(duì)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(dú)統(tǒng)計(jì)AI點(diǎn)數(shù)，方便DCS系統(tǒng)集成接線。
特別說(shuō)明：在現(xiàn)場(chǎng)顯示的壓力表、雙金屬溫度計(jì)、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)等現(xiàn)場(chǎng)儀表不進(jìn)入DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)計(jì)算。
2、DCS系統(tǒng)AO輸出點(diǎn)數(shù)如何計(jì)算
AO指DCS系統(tǒng)或PLC發(fā)出的控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備的模擬量輸出信號(hào)。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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)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(gè)被控對(duì)象對(duì)應(yīng)一路AO輸出，AO輸出點(diǎn)數(shù)與被控設(shè)備數(shù)量相同。
3、DCS系統(tǒng)DI輸入點(diǎn)數(shù)如何計(jì)算
DI指進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC的開關(guān)量輸入信號(hào)，DI輸入必須是無(wú)源觸點(diǎn)、TTL或CMOS電平信號(hào)，DI進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC后常會(huì)接通DC24V或者DC48V查詢電壓。
儀表專業(yè)DI輸入通常來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)電接點(diǎn)壓力表、電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)、電接點(diǎn)水位計(jì)、液位開關(guān)、流量開關(guān)、火焰檢測(cè)、電接點(diǎn)水位計(jì)等儀表的報(bào)警觸點(diǎn)，每一個(gè)報(bào)警觸點(diǎn)接入DCS系統(tǒng)時(shí)計(jì)算為一個(gè)點(diǎn)DI輸入。電氣專業(yè)DI點(diǎn)數(shù)計(jì)算較為復(fù)雜，文章后面專門介紹。
4、DCS系統(tǒng)DO輸出點(diǎn)數(shù)如何計(jì)算
DO指DCS系統(tǒng)或PLC發(fā)出的控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開關(guān)量輸出信號(hào)，通常通過(guò)中間繼電器再接入其他不同電壓等級(jí)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(bào)警器、電氣控制和多回轉(zhuǎn)電動(dòng)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(diǎn)數(shù)不同，以下是常見被控對(duì)象I/O點(diǎn)數(shù):
①開關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu):每臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋4-20mA計(jì)算AI輸入1點(diǎn)，閥門正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制計(jì)算DO輸出2個(gè)點(diǎn)，閥門開到位/閥門關(guān)到位信號(hào)計(jì)算DI輸入2個(gè)點(diǎn) ，閥門開過(guò)力矩/關(guān)過(guò)力矩故障信號(hào)計(jì)算DI輸入2點(diǎn)。
②開關(guān)型多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(AC380V電源)：每臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋4-20mA計(jì)算AI輸入1點(diǎn)(如無(wú)反饋信號(hào)則不計(jì)算該AI點(diǎn)數(shù))，閥門正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制計(jì)算DO輸出2個(gè)點(diǎn)，閥門開到位/閥門關(guān)到位(限位開關(guān))計(jì)算DI輸入2個(gè)點(diǎn)，執(zhí)行器開過(guò)力矩/關(guān)過(guò)力矩故障信號(hào)計(jì)算DI輸入2點(diǎn)。
③調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu):每臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋計(jì)算AI輸入1點(diǎn)，閥門控制信號(hào)計(jì)算AO輸出1個(gè)點(diǎn)，執(zhí)行器故障報(bào)警信號(hào)計(jì)算AI輸入1個(gè)點(diǎn)(故障報(bào)警常見于智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如無(wú)故障報(bào)警信號(hào)則不計(jì)算AI點(diǎn)數(shù))。
④調(diào)節(jié)型多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu):每臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋計(jì)算AI輸入1點(diǎn)，執(zhí)行器4-20mA控制信號(hào)計(jì)算AO輸出1個(gè)點(diǎn)，ESD緊急控制信號(hào)計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn)(ESD緊急控制信號(hào)常見于智能型多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如無(wú)此功能則不計(jì)算該DO點(diǎn)數(shù)),開過(guò)力矩/關(guān)過(guò)力矩報(bào)警信號(hào)計(jì)算DI輸入點(diǎn)數(shù)2點(diǎn)。
⑤變頻器：每臺(tái)變頻器頻率反饋計(jì)算AI輸入點(diǎn)數(shù)1點(diǎn)，頻率給定信號(hào)計(jì)算AO輸出1個(gè)點(diǎn)，運(yùn)行/停止給定指令計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn)，變頻器故障報(bào)警計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn)，故障復(fù)位計(jì)算1個(gè)DO輸出1個(gè)點(diǎn)，變頻器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn)。
如果變頻器與通訊方式與DCS系統(tǒng)連接，則只需要計(jì)算1個(gè)通訊點(diǎn)，不需要計(jì)算其他點(diǎn)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(gè)設(shè)備計(jì)算DO輸出1點(diǎn)(如多個(gè)設(shè)備共用一個(gè)控制信號(hào)，通常通過(guò)增加中間繼電器觸點(diǎn)方式完成，只需要計(jì)算1個(gè)DO輸出)。
5、電氣專業(yè)如何計(jì)算DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)
①常規(guī)電氣控制的DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)
最簡(jiǎn)單的電機(jī)控制回路需要2個(gè)點(diǎn)DI輸入，1個(gè)點(diǎn)DO輸出。每個(gè)回路運(yùn)行狀態(tài)(來(lái)自于接觸器輔助觸點(diǎn))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn)，啟動(dòng)/停止控制信號(hào)(接接觸器線圈)計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn)，故障信號(hào)(來(lái)自熱繼電器或者電機(jī)保護(hù)器過(guò)載信號(hào))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn)。
電機(jī)回路如需要電流顯示和就地/遠(yuǎn)傳控制，除計(jì)算2個(gè)DI、1個(gè)DO外，電流信號(hào)(來(lái)自電流變送器)計(jì)算AI輸入點(diǎn)數(shù)0-3個(gè)點(diǎn)(小功率電機(jī)通常不用監(jiān)測(cè)電流，則不計(jì)算該AI輸入點(diǎn)數(shù)；大功率三相電機(jī)有幾相電流需要送入DCS顯示就計(jì)算幾個(gè)AI輸入點(diǎn)，必須將每一路0-5A電流信號(hào)經(jīng)電流變送器轉(zhuǎn)換為4-20mA信號(hào)送DCS，最多3個(gè)點(diǎn))；如電機(jī)需多地控制，則控制地點(diǎn)選擇開關(guān)計(jì)算1個(gè)DI輸入。
為便于大家理解，下圖是2012年昌暉儀表制造有限公司設(shè)計(jì)和承建的龍潤(rùn)工貿(mào)有限公司余熱發(fā)電項(xiàng)目GGD電氣柜、現(xiàn)場(chǎng)操作箱和DCS系統(tǒng)三地控制的電氣二次控制原理圖舉例
電機(jī)控制二次回路功能說(shuō)明：電氣柜、現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的停止按鈕能在任何狀態(tài)下讓電機(jī)停止運(yùn)行；控制地點(diǎn)選擇開關(guān)可以選擇“本柜控制”、“現(xiàn)場(chǎng)控制”和“DCS控制”，選擇開關(guān)對(duì)應(yīng)位置的啟動(dòng)按鈕能啟動(dòng)電機(jī)；選擇開關(guān)在“DCS控制”時(shí)，在DCS系統(tǒng)上才能進(jìn)行電機(jī)啟動(dòng)/停止操作。
電氣元件說(shuō)明：二次原理圖中1SS為電氣柜上的停止按鈕，1SS1為現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的停止按鈕；1SB為電氣柜上的啟動(dòng)按鈕，1SB1為現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的啟動(dòng)按鈕；DO為DCS系統(tǒng)啟動(dòng)/停止控制輸出觸點(diǎn)；1HR5為電源指示燈；1HR為電氣柜上的運(yùn)行指示燈，1HR1為現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的運(yùn)行指示燈；1HG為電氣柜上的停止指示燈，1HR1為現(xiàn)場(chǎng)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(xiǎn)。
②降壓?jiǎn)?dòng)電氣控制的DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)
每個(gè)降壓?jiǎn)?dòng)回路電機(jī)全壓運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)(來(lái)自于主接觸器1KM1輔助觸點(diǎn))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn)，DCS啟動(dòng)/停止控制信號(hào)(接接觸器線圈)計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn)，電氣故障信號(hào)(來(lái)自熱繼電器或者電機(jī)保護(hù)器過(guò)載信號(hào))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn)，電機(jī)電流信號(hào)(來(lái)自三相電流變送器)計(jì)算AI輸入點(diǎn)數(shù)3個(gè)點(diǎn)(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(diǎn)選擇開關(guān)狀態(tài)(選擇DCS系統(tǒng)控制時(shí))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn)。
為便于大家理解，下圖是2012年昌暉儀表制造有限公司設(shè)計(jì)和承建的龍潤(rùn)工貿(mào)有限公司余熱發(fā)電項(xiàng)目GGD電氣柜、現(xiàn)場(chǎng)操作箱和DCS系統(tǒng)三地控制的降壓?jiǎn)?dòng)二次回路控制原理圖
③變頻器控制的DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)
每個(gè)變頻器運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)(來(lái)自于中間繼電器觸點(diǎn))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn)，DCS系統(tǒng)啟動(dòng)/停止控制信號(hào)(接中間繼電器線圈)計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn)， 變頻故障信號(hào)(來(lái)自變頻器)計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn)，故障復(fù)位計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn)，變頻頻率反饋信號(hào)計(jì)算AI輸入點(diǎn)數(shù)1個(gè)點(diǎn)；變頻頻率給定信號(hào)計(jì)算AO輸出1個(gè)點(diǎn)。
④電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)
電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)/反轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)(來(lái)自接觸器輔助觸點(diǎn))計(jì)算D1輸入2個(gè)點(diǎn)，正轉(zhuǎn)故障/反轉(zhuǎn)故障信號(hào)(來(lái)自熱繼電器)計(jì)算DI輸入2個(gè)點(diǎn)，正轉(zhuǎn)控制/反轉(zhuǎn)控制(接接觸器線圈)計(jì)算DO輸 出2點(diǎn)，電機(jī)電流反饋信號(hào)最多計(jì)算AI輸入3個(gè)點(diǎn)(無(wú)電流反饋不計(jì)算該點(diǎn))。
⑤DCS系統(tǒng)兼容PLC功能，復(fù)雜的邏輯控制按照實(shí)際工程要求來(lái)計(jì)算DCS系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)(計(jì)算方法與計(jì)算PLC點(diǎn)數(shù)方法相同)，在此不一一羅列說(shuō)明。
通過(guò)以上DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)計(jì)算方法可以迅速統(tǒng)計(jì)出實(shí)際需要的DCS系統(tǒng)硬件點(diǎn)數(shù)，DCS系統(tǒng)實(shí)際配置還需要考慮DCS系統(tǒng)冗余，通常按照用戶實(shí)際需要的DCS系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)增加20%冗余(教科書書上都是這樣說(shuō)的)。
通訊點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)
DCS系統(tǒng)還有可能與其他系統(tǒng)或帶通訊的儀表或裝置通訊，那么在前期工作中必須詳細(xì)統(tǒng)計(jì)相關(guān)設(shè)備的通訊協(xié)議類型的數(shù)量，這與DCS系統(tǒng)的硬件成本沒有多大關(guān)系，但與DCS系統(tǒng)組態(tài)的工作量及與通訊相關(guān)的外圍設(shè)備配置有關(guān)。假如您的DCS系統(tǒng)屬于施工方交鑰匙工程，你完全不用在此方面費(fèi)精力；如果你是工程承建方，DCS系統(tǒng)組態(tài)自己完成，這個(gè)工作就是必需要做的，因?yàn)檫@跟你的施工成本有關(guān)。
后語(yǔ)：本文是筆者2012年設(shè)計(jì)和承建的龍潤(rùn)工貿(mào)有限公司余熱發(fā)電項(xiàng)目時(shí)寫給學(xué)徒的工作筆記，經(jīng)多個(gè)網(wǎng)站轉(zhuǎn)載洗稿，主體內(nèi)容沒有多少改變，希望對(duì)新手有所幫助。
