Zur Statistikmethode für DCS-Punkte

Welche Signale ein Gerät hat, hängt davon ab, welche Signale man überwachen möchte. Zum Beispiel ein Frequenzumwandler: Je nach Anforderung kann es ausreichen, nur einen AI zur Überwachung der Frequenz einzusetzen, oder man kann zusätzlich einen weiteren AI verwenden, z. B. zur Überwachung des Stroms. Dies unterscheidet sich je nach den tatsächlichen Anforderungen, Kostenkontrolle sowie Designgewohnheiten usw. Übrigens möchte ich Sie alle auch fragen: Wie wird im Allgemeinen die sogenannte Punktreserve berechnet – als „verfügbare Punkte/Gesamtanzahl der Punkte“ oder als „verfügbare Punkte/Bereitgestellte Punkte“?

Die Redundanz beträgt wohl etwa 30 % der tatsächlichen Anzahl der Stationen. Bei hochriskanten Prozessen scheint SIS in der Regel im Verhältnis 1:1 zu arbeiten

DCS-Systeme verfügen in der Regel über eine Exportfunktion – man kann die Daten direkt exportieren. Alternativ kann man auch die Ingenieure des Herstellers um Hilfe bitten. Einige Hersteller bieten zudem spezielle Software an, die für die Überwachung benötigt wird

Es wird empfohlen, für jeden Modul einen Puffer von 15 % bis 20 % einzuplanen. Die verbleibenden Kanäle im Modul sollten als Reservepunkte verwendet werden

Zum Beispiel: Ein Modul hat eine Kapazität von 8 Punkten, werden 6 Punkte verwendet, dann beträgt der verbleibende Anteil 33,3 % oder 25 %?

Zum Beispiel: Ein Modul hat eine Kapazität von 8 Punkten, werden 6 Punkte verwendet, dann beträgt der verbleibende Anteil 33,3 % oder 25 %? Die Redundanz wird nicht auf diese Weise berechnet. Ein Steuerungssystem besteht oft aus Hunderten oder Tausenden von Modulen. Um eine relativ genaue Redundanz von 15 % bis 20 % zu ermitteln, muss man die Gesamtzahl der Module berücksichtigen.

Das weiß man natürlich – um es mit einem Beispiel zu erklären: Ich habe nur 8 Punkte, davon habe ich 6 verwendet. Wie rechnet man das aus?

Mit 6 als Basis, 2 als Reserve – die Redundanz beträgt 33,3 %.

Die Statistik der DCS-Punkte muss je nach Typ der Eingangs- und Ausgangssignale getrennt erfasst werden

Die Anzahl der Punkte im DCS-Steuerungssystem wird in der Regel von den Entwicklungsabteilungen ermittelt. Dabei handelt es sich um die Summe der I/O-Punkte aus dem Bereich der Messtechnik, der I/O-Punkte aus dem elektrischen Bereich sowie der Kommunikationspunkte zwischen dem DCS-System und anderen Systemen. Eine genaue Erfassung der Anzahl der I/O-Points für Elektrik und Instrumente verhindert Unstimmigkeiten in der Koordination zwischen den jeweiligen Fachabteilungen. Eine genaue Angabe der Anzahl der DCS-Points bietet den Nutzerorganisationen eine Grundlage, um über die Wahl des DCS-Systems sowie dessen Kosten zu entscheiden. DCS-Systeme beinhalten in der Regel Elemente der Automatisierungstechnik wie thermische Messung, analoge Steuerung, sequenzielle Steuerung sowie logische Steuerung. Die Anzahl der Punkte in einem DCS-System wird aus fünf Aspekten ermittelt: die Anzahl der analogen Eingangspunkte AI, die Anzahl der analogen Ausgangspunkte AO, die Anzahl der digitalen Eingangspunkte DI, die Anzahl der digitalen Ausgangspunkte DO sowie die Anzahl der Kommunikationspunkte zwischen dem DCS-System und anderen Systemen. Im Folgenden erklärt Changhui Instruments die Methoden zur Berechnung der Anzahl der Punkte in DCS-Systemen für den Bereich der Messtechnik und Elektrotechnik: yunrun.com.cn/product/358.html 1. Wie wird die Anzahl der AI-Eingangspunkte in einem DCS-System berechnet? Unter AI versteht man die analogen Eingangssignale, die in das DCS-System oder in einen PLC eingespeist werden. Die direkt am Ort in das DCS-System eingegeben werden können, sind Thermoelemente (mit den Typen J, K, T, N, E, R, S und B), Widerstandssignale (mit den Typen Cu50, Cu100, Pt100 und Pt50), Standardstromsignale (4–20 mA, 0–20 mA), Standardspannungssignale (1–5 V, 0–5 V und 0–10 V) sowie Pulsignale ； Um andere Signalformen in das DCS-System einzuspeisen, müssen sie mit Signalisolatoren, Stromwandlern, Spannungswandlern und anderen Signalwandlungsgeräten in Werte im Bereich von 4–20 mA oder 1–5 V umgewandelt werden, bevor sie ins DCS-System eingespeist werden. ①Zählung der AI-Eingangspunkte für Thermoelemente: Ein einzelnes, vormontiertes Thermoelement oder ein einzelnes, gehärtetes Thermoelement wird als 1 AI-Punkt betrachtet ； Doppelte, modulare Thermoelemente oder doppelte, geschirmte Thermoelemente erfordern, dass die Temperaturen der beiden Sensoren am gleichen Messpunkt im DCS-System als 2 AI-Werte berechnet werden. Wenn nur die Temperatur eines Messpunkts angezeigt wird, gilt das als 1 AI-Wert ； Einfache Mehrpunkt-Thermoelemente oder Mehrpunkt-Thermoelemente werden häufig verwendet, um die Temperatur an verschiedenen Stellen derselben Messstelle zu überwachen. Je mehr Messpunkte das Thermoelement hat, desto mehr AI-Eingänge entstehen. ②Zählung der AI-Eingangspunkte für Wärmewiderstände: Die Methode zur Zählung der AI-Eingangspunkte für Wärmewiderstände ist dieselbe wie die Methode zur Zählung der AI-Eingangspunkte für Thermoelemente. ③Statistik der Standardstrom- und Spannungs-AI-Eingangspunkte: Für jede Signalleitung, die in das DCS-System eingespeist wird – mit Signalen im Bereich 4-20 mA, 0-2 mA, 0-5 V, 1-5 V oder 0-10 V – wird ein separater AI-Punkt berechnet. Gleichzeitig wird auch der Messbereich dieses Eingangssignals erfasst. Bei zweipoligen Sendern (einschließlich Temperatursender, Drucksender, Höhensender, Durchflusssender usw.), da diese mit einer Versorgungsspannung von DC24V arbeiten, ist es am besten, die Anzahl der AI-Punkte getrennt zu erfassen, um eine einfache Integration in das DCS-System zu gewährleisten. Besondere Hinweise: Anzeigegeräte vor Ort wie Druckmesser, Bimetallthermometer, Glasrotorströmungsmesser usw. werden nicht in die Zählung der Punkte im DCS-System einbezogen. 2. Wie wird die Anzahl der AO-Ausgabepunkte im DCS-System berechnet? Unter AO versteht man die analogen Ausgangssignale, die vom DCS-System oder von der PLC zur Steuerung der Geräte vor Ort gesendet werden. Die AO-Ausgänge gibt es in der Regel in fünf Varianten: 4–20 mA, 0–20 mA, 0–5 V, 1–5 V und 0–10 V. 4–20 mA ist die am häufigsten verwendete Variante für die AO-Ausgänge in DCS-Systemen. Die AO-Ausgänge werden in der Regel an elektrische Aktuatoren, pneumatische Aktuatoren, Frequenzumwandler, Leistungsregler sowie Industriekontrollmodule angeschlossen. In der Regel entspricht jeder zu steuernde Aufnehmer einem AO-Ausgang – die Anzahl der AO-Ausgänge entspricht somit der Anzahl der zu steuernden Geräte. 3. Wie wird die Anzahl der DI-Eingänge im DCS-System berechnet? DI bezeichnet digitale Eingangssignale, die in das DCS-System oder die PLC eingespeist werden. Die DI-Eingänge müssen passive Kontakte sowie TTL- oder CMOS-Signale sein. Nachdem die DI-Signale im DCS-System oder der PLC ankommen, werden in der Regel Spannungen von DC24V oder DC48V verwendet, um diese Signale abzurufen. Die DI-Eingänge für Messgeräte stammen in der Regel von den Alarmkontakten von Geräten wie elektrischen Druckmessern, elektrischen Bimetalltemperaturmessern, elektrischen Wasserstandsmessern, Pegelschaltern, Durchflussschaltern, Flammenerkern sowie anderen Messgeräten. Jeder solcher Alarmkontakt wird beim Anschluss an das DCS-System als ein DI-Eingang gezählt. Die Berechnung der DI-Punkte im Bereich Elektrotechnik ist recht komplex; dazu wird später im Artikel ausführlich erklärt. 4. Wie wird die Anzahl der DO-Ausgänge im DCS-System berechnet? DO bezeichnet die digitalen Ausgangssignale, die vom DCS-System oder von der PLC zur Steuerung von Geräten vor Ort gesendet werden. In der Regel werden diese Signale über Relais an andere Geräte mit unterschiedlichen Spannungspegeln weitergeleitet. Die DO-Ausgänge der Messgeräte werden häufig zur Steuerung von externen Anzeigelampen, Elektromagneten, akustischen und optischen Alarmen, elektrischen Steuereinrichtungen sowie Mehrdrehwinkel-Elektromotoren und Kontaktern verwendet. Das DCS-System steuert verschiedene Geräte, wobei für diese unterschiedliche Anzahl an DO-Ausgängen erforderlich ist. Im Folgenden sind die üblichen Anzahlen an I/O-Punkten für die gesteuerten Geräte aufgeführt: ① Schalterartige Elektromotoren: Für die Rückmeldung über die Ventilposition pro Motor werden 4–20 mA als AI-Eingang verwendet – das entspricht 1 Eingangspunkt. Für die Steuerung der Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des Ventils werden 2 DO-Ausgänge benötigt. Für die Signale bezüglich des vollständigen Öffnens/Schließens des Ventils werden 2 DI-Eingänge benötigt. Zudem werden 2 DI-Eingänge für die Signale bezüglich eines zu hohen Öffnungs-/Schließmoments benötigt. ②Schalterbasierte Mehrdrehwinkel-Elektroaktuatoren (Stromversorgung AC380V): Für jeden Aktuator werden 4–20 mA als Rückmeldung über den Ventilzustand berechnet – das ergibt 1 AI-Eingangspunkt (falls es keine Rückmeldesignale gibt, wird dieser AI-Punkt nicht berücksichtigt). Die Steuerung der Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des Ventils erzeugt 2 DO-Ausgangspunkte. Der Zustand „Ventil vollständig geöffnet“/„Ventil vollständig geschlossen“ (Drehschalter) ergibt 2 DI-Eingangspunkte. Fehlermeldungen bezüglich zu hohem Drehmoment beim Öffnen/Schließen des Ventils ergeben ebenfalls 2 DI-Eingangspunkte. ③Regelbare elektrische Aktuatoren: Für jeden Aktuator wird eine AI-Eingangsstelle für die Rückmeldung über die Ventilposition berechnet. Für das Steuersignal des Ventils wird eine AO-Ausgangsstelle berechnet. Für die Fehlermeldungen des Aktuators wird ebenfalls eine AI-Eingangsstelle berechnet (Fehlermeldungen kommen häufig bei intelligenten elektrischen Aktuatoren vor; falls keine Fehlermeldungen vorhanden sind, wird keine AI-Stelle berücksichtigt). ④ Regelbare Mehrdrehwinkel-Elektrikaktuatoren: Für jeden Aktuator wird eine AI-Eingangsstelle für die Rückmeldung über die Ventilposition berechnet. Für das 4–20 mA-Steuersignal des Aktuators wird eine AO-Ausgangsstelle berechnet. Für das ESD-Notsignal wird eine DO-Ausgangsstelle berechnet (ESD-Notsignale kommen häufig bei intelligenten Mehrdrehwinkel-Elektrikaktuatoren vor; falls diese Funktion nicht vorhanden ist, wird keine DO-Stelle berücksichtigt). Für die Meldungen bezüglich des zu hohen Öffnungs-/Schließmoments werden zwei DI-Eingangsstellen berechnet. ⑤Wechselrichter: Jeder Wechselrichter erzeugt 1 Eingangspunkt für die Frequenzrückmeldung zur Berechnung des AI-Werts, 1 Ausgangspunkt für das Frequenzsteuersignal zur Berechnung des AO-Werts, 1 Ausgangspunkt für die Betriebs-/Stopp-Befehle zur Berechnung des DO-Werts, 1 Eingangspunkt für Alarme im Falle von Fehlern am Wechselrichter zur Berechnung des DI-Werts, 1 Ausgangspunkt zur Rücksetzung von Fehlern sowie 1 Eingangspunkt zur Erfassung des Betriebszustands des Wechselrichters. Wenn der Wechselrichter über eine Kommunikationsmethode mit dem DCS-System verbunden ist, muss nur ein Kommunikationspunkt berechnet werden; weitere Punkte sind nicht erforderlich. ⑥Wenn zum DCS-System externe Geräte wie Elektromagnete, Anzeigelampen oder Kontaktoren angeschlossen sind, wird für jedes Gerät eine DO-Ausgabe berechnet (falls mehrere Geräte denselben Steuersignal nutzen, geschieht dies in der Regel durch Hinzufügen von Relaiskontakten; in diesem Fall muss nur eine DO-Ausgabe berechnet werden). 5. Wie wird in der Elektrotechnik die Anzahl der Punkte im DCS-System berechnet? ① Anzahl der Punkte in einem DCS-System für herkömmliche elektrische Steuerungen: Für einen einfachen Motorsteuerkreis sind 2 DI-Eingänge sowie 1 DO-Ausgang erforderlich. Jeder Betriebszustand einer Schleife (aus den Hilfskontakten des Kontakters) erzeugt einen DI-Eingangspunkt; die Start/Stop-Steuerungssignale (an die Spule des Kontakters angeschlossen) erzeugen einen DO-Ausgangspunkt; Fehlersignale (aus dem Thermoschalter oder dem Überlastschutz des Motors) erzeugen ebenfalls einen DI-Eingangspunkt. Falls im Motorkreis eine Anzeige der Stromstärke sowie eine lokale/ferne Steuerung erforderlich sind, werden neben 2 DI- und 1 DO-Eingängen je nach Bedarf 0–3 AI-Eingänge für die Stromsignalübertragung (von den Stromwandlern) berechnet. Bei Motoren mit geringer Leistung wird der Strom in der Regel nicht überwacht, weshalb in diesem Fall keine AI-Eingänge berechnet werden ； Je nach Anzahl der Phasenstromkreise, die in das DCS übertragen werden sollen, muss auch die Anzahl der AI-Eingangspunkte berechnet werden. Jedes 0–5A-Stromsignal muss über einen Stromwandler in ein 4–20mA-Signal umgewandelt werden, bevor es ins DCS übertragen wird. Es können maximal 3 solcher Eingangspunkte verwendet werden ； Falls der Motor an mehreren Stellen gesteuert werden muss, wird für die Auswahl des Steuerungsorts ein DI-Eingang berechnet. Zur besseren Verständlichkeit zeigt das folgende Bild ein Beispiel für den Schematischen Aufbau der sekundären Steuerung zwischen dem GGD-Steuerkasten, der Bedienbox vor Ort sowie dem DCS-System: http://yunrun.com.cn/upload/201603/30/201603301804382744.jpg Funktionsbeschreibung der sekundären Antriebssteuerung: Die Stopptasten am Steuerkasten sowie an der Bedienbox vor Ort ermöglichen es, den Motor in jedem Zustand zum Anhalten zu bringen ； Der Schalter zur Auswahl des Steuerungsorts ermöglicht die Wahl zwischen „Steuerung aus dem Schrank“, „Direkte Steuerung vor Ort“ und „DCS-Steuerung“. Der Startknopf an der entsprechenden Stelle des Schalters kann den Motor in Betrieb setzen ； Wird der Schalter auf „DCS-Steuerung“ gestellt, können die Motoren nur über das DCS-System gestartet/gestoppt werden. Beschreibung der elektrischen Komponenten: In der Sekundär-Schaltplanung steht 1SS für den Stoppschalter am Elektrikschrank, 1SS1 für den Stoppschalter im Bedienpult vor Ort ； 1SB ist der Startknopf am Schaltschrank, 1SB1 ist der Startknopf am Bedienpult vor Ort ； DO sind die Steuerausgangskontakte für den Start/Stop-Betrieb des DCS-Systems ； 1HR5 ist die Stromversorgungsanzeige ； 1HR ist die Betriebsanzeige am Schaltschrank, 1HR1 ist die Betriebsanzeige am Bedienpult vor Ort ； 1HG ist die Stoppschaltlampe am Schaltschrank, 1HR1 ist die Stoppschaltlampe am Bedienpult vor Ort ； 1KK ist der Schalter zum Bedienen des Systems ； 1KH ist ein Wärme-Schalter ； 1KM ist der Kontaktor ； 1KA ist ein Zwischenrelais ； 1FU ist der Schutzschalter für den Sekundärkreis. ②Anzahl der Punkte im DCS-System zur elektrischen Steuerung des Spannungsabfalls bei dem Startvorgang: Für jeden Motor in der Schleifenanlage, der im Vollspannungsbetrieb ist, wird ein Signal berechnet (aus den Hilfskontakten des Hauptkontaktors 1KM1); dies ergibt einen DI-Eingangspunkt. Das Start-/Stopp-Signal des DCS-Systems (angeschlossen an die Spulen der Kontakte) ergibt einen DO-Ausgangspunkt. Signale für elektrische Störungen (aus Thermoschaltern oder Überlastsignalen der Motorschutzgeräte) ergeben ebenfalls einen DI-Eingangspunkt. Die Motorkurzschlusssignale (aus den dreiphasigen Stromwandlern) ergeben insgesamt 3 AI-Eingangspunkte (für die Ströme der Phasen A, B und C des Motors) ； Falls der Motor an mehreren Stellen gesteuert werden muss, wird bei Auswahl des Schalterzustands für die Steuerungsstelle (bei Auswahl der DCS-Systemsteuerung) ein DI-Eingang pro Stelle berechnet. Zur besseren Verständlichkeit zeigt die folgende Abbildung das Prinzip der Steuerung des Niederspannungsstartvorgangs für die GGD-Steuerkästen, die Vor-Ort-Steuerboxen sowie das DCS-System: http://yunrun.com.cn/upload/201603/30/201603301805373111.jpg ③ Anzahl der Anschlüsse im DCS-System, das durch Frequenzumwandler gesteuert wird: Jedes Signal über den Betriebszustand des Frequenzumwandlers (aus den Kontakten des Zwischenrelais) ergibt einen DI-Eingang. Das Start-/Stopp-Signal des DCS-Systems (angeschlossen an die Spule des Zwischenrelais) ergibt einen DO-Ausgang. Fehlersignale des Frequenzumwandlers (aus dem Frequenzumwandler selbst) ergeben ebenfalls einen DI-Eingang. Signale zur Wiederherstellung nach einem Fehler ergeben einen DO-Ausgang. Das Feedbacksignal bezüglich der Frequenz des Frequenzumwandlers ergibt einen AI-Eingang ； Die Frequenzsteuerungssignale ergeben einen AO-Ausgangswert pro Punkt. ④Anzahl der Punkte im DCS-System zur Steuerung der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Motors: 2 Punkte für den Zustand der Vorwärtsbewegung/Rückwärtsbewegung (aus den Hilfskontakten des Kontaktors); 2 Punkte für die Signale zu Fehlern bei der Vorwärts-/Rückwärtsbewegung (aus dem Thermoschalter); 2 Punkte für die Steuerung der Vorwärts-/Rückwärtsbewegung (über die Spulen des Kontaktors). Zudem gibt es 3 AI-Eingänge für die Rückmeldung des Motorstroms – ohne Rückmeldung des Stroms wird dieser Punkt nicht berücksichtigt. ⑤Das DCS-System ist mit PLC-Funktionen kompatibel. Die Komplexität der logischen Steuerung wird entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Projekts berücksichtigt, um die Anzahl der I/O-Punkte im DCS-System zu ermitteln (die Berechnungsmethode ist dieselbe wie bei PLCs). Eine detaillierte Erklärung hierfür wird nicht gegeben. Mit der oben beschriebenen Methode zur Berechnung der Anzahl der Komponenten im DCS-System kann schnell ermittelt werden, wie viele Hardwarekomponenten tatsächlich benötigt werden. Bei der tatsächlichen Konfiguration des DCS-Systems muss außerdem auf die Redundanz geachtet werden – in der Regel wird eine Redundanz von 20 % zu den tatsächlich benötigten I/O-Ports hinzugefügt.