Méthode de statistique des points DCS

Les signaux d’un appareil dépendent des signaux que vous devez surveiller. Par exemple, pour un convertisseur de fréquence, selon les besoins, on peut se contenter d’un AI pour la rétroaction de fréquence, ou bien ajouter un autre AI, comme pour la rétroaction de courant. Cela varie en fonction des besoins réels, du contrôle des coûts et des pratiques de conception*. À ce propos, je voudrais aussi demander aux autres : comment se calcule généralement ce qu’on appelle l’écart de points ? Est-ce « points restants / points totaux » ou bien « points restants / points utilisés » ?

La redondance est d’environ 30 % du nombre de points réels, pour les procédés à haut risque, le SIS semble être en 1:1

Les Dcs disposent généralement d’une fonction d’export intégrée, ce qui permet d’exporter directement. Sinon, on peut demander aux ingénieurs du fabricant de procéder à l’export ; certains fabricants disposent en effet de logiciels internes destinés à être utilisés pour la supervision

Il est recommandé de laisser une marge de 15 % à 20 % pour chaque module, et les canaux restants dans le module sont attribués en tant que points de réserve

Par exemple, pour un module de 8 points, on en utilise 6 : dans ce cas, le reste est-il de 33,3 % ou de 25 % ?

Par exemple, pour un module de 8 points, on en utilise 6 : dans ce cas, le reste est-il de 33,3 % ou de 25 % ? La marge de redondance ne se calcule pas de cette manière : un système de contrôle comprend souvent des centaines, voire des milliers de modules. Il faut calculer la marge de redondance sur la base du nombre total pour obtenir une valeur assez précise, située entre 15 % et 20 %.

Bien sûr que je le sais, c’est juste une analogie : si j’ai seulement 8 points et que j’en utilise 6, comment ça se calcule ?

Avec 6 comme base, en utilisant 6 de réserve pour 2, le degré de redondance est de 33,3 %.

La statistique des points DCS doit être effectuée séparément pour les différents types de signaux d’entrée et de sortie

Le nombre de points du système de contrôle DCS est généralement fourni par le bureau d’études ; il correspond à la somme des points I/O du domaine des instruments, des points I/O du domaine électrique, ainsi que des points de communication entre le système DCS et les autres systèmes. Un comptage précis du nombre de points d’entrée/sortie électriques et instrumentés permet d’éviter les problèmes de désaccord en matière de coordination entre les équipes électriques et instrumentées. Un chiffre exact du nombre de points DCS fournit aux utilisateurs une base pour décider du fabricant du système DCS ainsi que de son coût. Les systèmes DCS impliquent généralement des fonctions de contrôle automatisé telles que la détection thermique, le contrôle analogique, le contrôle séquentiel et le contrôle logique. Le nombre de points d’un système DCS est déterminé en tenant compte de cinq éléments : le nombre de points d’entrée analogique AI, le nombre de points de sortie analogique AO, le nombre de points d’entrée numérique DI, le nombre de points de sortie numérique DO, ainsi que le nombre de points de communication entre le DCS et d’autres systèmes. Ci-dessous, Changhui Instruments présente les méthodes de calcul du nombre de points pour les systèmes DCS dans les domaines de l’instrumentation et de l’électricité : Méthodes de calcul du nombre de points des systèmes DCS yunrun.com.cn/product/358.html 1. Comment calculer le nombre de points d’entrée AI d’un système DCS ? AI désigne les signaux d’entrée analogiques qui parviennent au système DCS ou au PLC. Les signaux d’entrée AI du système DCS qui peuvent être introduits directement depuis le site sont les thermocouples (thermocouples de types J, K, T, N, E, R, S et B), les signaux de résistance thermique (types Cu50, Cu100, Pt100 et Pt50), les signaux de courant standard (4-20 mA, 0-20 mA), les signaux de tension standard (1-5 V, 0-5 V et 0-10 V) ainsi que les signaux pulsés ； Pour acheminer d’autres formes de signaux vers le système DCS, il est nécessaire d’utiliser des dispositifs de conversion de signal tels que des isolateurs de signal, des transmetteurs de courant et des transmetteurs de tension afin de convertir ces signaux en 4-20 mA ou 1-5 V avant de les envoyer au système DCS. ①Statistiques du nombre de points d’entrée AI pour les thermocouples : un thermocouple monté individuellement ou un thermocouple blindé est compté comme 1 point AI ； Pour les thermocouples à deux fils assemblés ou les thermocouples blindés à deux fils, les températures des deux capteurs d’un même point de mesure affichées dans le système DCS sont calculées comme 2 points AI, tandis que l’affichage d’une seule température pour ce même point de mesure est calculé comme 1 point AI ； Les thermocouples à un ou plusieurs points sont souvent utilisés pour surveiller la température de différentes parties d’un même point de mesure ; le nombre de points de mesure du thermocouple détermine le nombre d’entrées AI nécessaires. ②Statistiques du nombre de points d’entrée AI pour les résistances thermiques. La méthode de statistique du nombre de points d’entrée AI pour les résistances thermiques est identique à celle utilisée pour les capteurs thermocouples AI. ③Statistiques des points d’entrée AI pour courant et tension standard : pour chaque signal 4-20 mA, 0-2 mA, 0-5 V, 1-5 V ou 0-10 V envoyé au système DCS, un point AI est calculé respectivement, et la plage de mesure correspondante à ce signal d’entrée est également enregistrée. Les transmetteurs en système à deux fils (y compris les transmetteurs de température, de pression, de niveau et de débit, etc.), étant alimentés en DC 24 V, il est préférable de compter séparément le nombre de points AI afin de faciliter l’intégration et le câblage du système DCS. Remarque spéciale : Les instruments de mesure sur site tels que les manomètres, les thermomètres bimétalliques et les compteurs à rotor en verre ne sont pas pris en compte dans le calcul du nombre de points du système DCS. 2. Comment calculer le nombre de points de sortie AO du système DCS ? AO désigne les signaux de sortie analogique émis par le système DCS ou le PLC pour commander les équipements d’exécution sur site. Les sorties AO sont généralement de cinq types : 4-20 mA, 0-20 mA, 0-5 V, 1-5 V et 0-10 V. Le 4-20 mA est la sortie AO la plus couramment utilisée dans les systèmes DCS. Les sorties AO sont généralement connectées à des dispositifs tels que des actionneurs électriques, des actionneurs pneumatiques, des convertisseurs de fréquence, des régulateurs de puissance et des modules de contrôle industriel. En général, chaque objet contrôlé correspond à une sortie AO, et le nombre de points de sortie AO est égal au nombre d’appareils contrôlés. 3. Comment calculer le nombre de points d’entrée DI du système DCS ? DI désigne les signaux d’entrée numériques qui parviennent au système DCS ou au PLC. Les entrées DI doivent être des contacts passifs ou des signaux à niveau TTL ou CMOS. Une fois arrivés dans le système DCS ou le PLC, ces entrées DI sont généralement connectées à une tension de lecture de 24 V DC ou 48 V DC. Les entrées DI spécialisées en instrumentation proviennent généralement des contacts d’alarme de capteurs tels que les manomètres à contact électrique, les thermomètres bimétalliques à contact électrique, les niveauurs à contact électrique, les interrupteurs de niveau, les interrupteurs de débit, les détecteurs de flamme, etc. Chaque contact d’alarme connecté au système DCS est compté comme une entrée DI. Le calcul des points DI pour les spécialités électriques est assez complexe ; il sera abordé en détail plus loin dans cet article. 4. Comment calculer le nombre de points de sortie DO du système DCS ? DO désigne les signaux numériques émis par le système DCS ou un PLC pour commander des équipements sur site ; ils sont généralement transmis via des relais intermédiaires à d’autres équipements électriques fonctionnant à des niveaux de tension différents. La sortie DO spécialisée en instrumentation est fréquemment utilisée pour contrôler des dispositifs tels que des lampes indicatrices externes, des vannes électromagnétiques, des alarmes sonores et lumineuses, des systèmes de commande électrique et des actionneurs électriques à plusieurs positions, ainsi que des contacteurs. Le système DCS nécessite un nombre différent de points de sortie DO en fonction des équipements à contrôler. Voici le nombre typique de points I/O pour les objets de contrôle courants : ① Actionneurs électriques à commutation : 1 point d’entrée AI pour la rétroaction de la position de la vanne via 4-20 mA par actionneur ; 2 points de sortie DO pour le contrôle du mouvement avant/arrière de la vanne ; 2 points d’entrée DI pour les signaux indiquant que la vanne est entièrement ouverte/fermée ; 2 points d’entrée DI pour les signaux d’erreur liés à un couple excessif lors de l’ouverture/fermeture de la vanne. ②Exécuteur électrique à plusieurs positions à commutation (alimentation AC380V) : retour d’information de la position de la vanne par exécuteur → 1 point d’entrée AI calculé (ce point AI n’est pas compté en l’absence de signal de retour) ; contrôle de la rotation en avant/arrière de la vanne → 2 points de sortie DO calculés ; ouverture complète de la vanne/fermeture complète de la vanne (interrupteur de fin de course) → 2 points d’entrée DI calculés ; signaux d’erreur de couple excessif en ouverture/couple excessif en fermeture de l’exécuteur → 2 points d’entrée DI calculés. ③Exécuteur électrique réglable : pour chaque exécuteur, le calcul du retour d’information de position de la vanne génère 1 entrée AI, le calcul du signal de commande de la vanne génère 1 sortie AO, et le signal d’alarme en cas de panne de l’exécuteur génère 1 entrée AI (l’alarme de panne est courante chez les exécuteurs électriques intelligents ; en l’absence de tel signal, aucun point AI n’est compté). ④ Exécuteur électrique à rotation multiple réglable : pour chaque exécuteur, le calcul du retour d’information de position de la vanne génère 1 entrée AI, le signal de commande 4-20 mA de l’exécuteur génère 1 sortie AO, et le signal de commande d’urgence ESD génère 1 sortie DO (le signal de commande d’urgence ESD est courant chez les exécuteurs électriques intelligents à rotation multiple ; en l’absence de cette fonction, aucun point DO n’est compté), tandis que les signaux d’alarme sur couple d’ouverture/couple de fermeture génèrent 2 points d’entrée DI. ⑤Convertisseur de fréquence : pour chaque convertisseur, le calcul du retour d’information de fréquence génère 1 point d’entrée AI, le calcul du signal de commande de fréquence génère 1 sortie AO, l’instruction de démarrage/arrêt génère 1 sortie DO, l’alarme de panne du convertisseur génère 1 entrée DI, la réinitialisation en cas de panne génère 1 sortie DO, et l’état de fonctionnement du convertisseur génère 1 entrée DI. Si le variateur de fréquence est connecté au système DCS par des moyens de communication, il suffit de calculer un seul point de communication, sans avoir à calculer d’autres points. ⑥Pour des équipements connectés en externe au système DCS tels que des vannes électromagnétiques, des lampes indicatrices, des contacteurs, etc., chaque équipement génère 1 sortie DO (si plusieurs équipements partagent un même signal de commande, cela s’effectue généralement en ajoutant des contacts de relais intermédiaires, ce qui nécessite alors seulement 1 sortie DO). 5. Comment le domaine électrique calcule le nombre de points d’un système DCS ? ① Nombre de points d’un système DCS pour une commande électrique conventionnelle : Le circuit de commande de moteur le plus simple nécessite 2 points d’entrée DI et 1 point de sortie DO. Chaque état de fonctionnement du circuit (provenant des contacts auxiliaires du contacteur) génère 1 point d’entrée DI, le signal de démarrage/arrêt (connecté à l’enroulement du contacteur) génère 1 point de sortie DO, et le signal de panne (provenant du relais thermique ou du signal de surcharge du protecteur moteur) génère 1 point d’entrée DI. Pour les circuits électriques nécessitant une indication de courant ainsi que un contrôle local/à distance, en plus du calcul de 2 entrées DI et 1 sortie DO, le signal de courant (provenant d’un transmetteur de courant) entraîne le calcul de 0 à 3 points d’entrée AI (les moteurs à faible puissance n’ont généralement pas besoin de surveillance de la courant, par conséquent ces points d’entrée AI ne sont pas pris en compte) ； Pour les moteurs triphasés à haute puissance, on compte autant de points d’entrée AI que de phases de courant à afficher sur le DCS ; il est nécessaire de convertir chaque signal de courant de 0-5 A en signal de 4-20 mA au moyen d’un transmetteur de courant avant de l’envoyer au DCS (jusqu’à 3 points) ； Si le moteur doit être contrôlé depuis plusieurs endroits, l’interrupteur de sélection du lieu de commande nécessite 1 entrée DI. Afin de faciliter la compréhension, le schéma suivant illustre le principe de contrôle secondaire électrique pour le tableau électrique GGD, la boîte de commande sur site et le système DCS : http://yunrun.com.cn/upload/201603/30/201603301804382744.jpg Description des fonctions du circuit de contrôle secondaire du moteur : les boutons d’arrêt situés sur le tableau électrique et la boîte de commande sur site permettent d’arrêter le fonctionnement du moteur en tout état ； L’interrupteur de sélection du lieu de contrôle permet de choisir entre « contrôle depuis ce panneau », « contrôle sur site » et « contrôle DCS » ; le bouton de démarrage situé à l’endroit correspondant à la sélection permet de mettre en marche le moteur ； Lorsque l’interrupteur est réglé sur « Contrôle DCS », seules les opérations de démarrage/arrêt du moteur peuvent être effectuées sur le système DCS. Description des composants électriques : Dans le schéma de principe secondaire, 1SS correspond au bouton d’arrêt situé sur le boîtier électrique, et 1SS1 correspond au bouton d’arrêt situé sur la boîte de commande sur site ； 1SB est le bouton de démarrage sur le coffret électrique, 1SB1 est le bouton de démarrage sur la boîte de commande sur site ； DO : contact de sortie de commande d’arrêt/démarrage du système DCS ； 1HR5 est le voyant d’alimentation ； 1HR est le voyant de fonctionnement sur le boîtier électrique, 1HR1 est le voyant de fonctionnement sur la boîte de commande sur site ； 1HG est le voyant d’arrêt sur le coffret électrique, 1HR1 est le voyant d’arrêt sur la boîte de commande sur site ； 1KK est un interrupteur de commutation opérationnel ； 1KH est un relais thermique ； 1KM pour contacteur ； 1KA est un relais intermédiaire ； 1FU est l’interrupteur de circuit secondaire. ②Nombre de points du système DCS pour le contrôle électrique du démarrage à basse tension : signal d’état de fonctionnement en tension nominale de chaque moteur dans le circuit de démarrage à basse tension (provenant du contacteur principal 1KM1 et de ses contacts auxiliaires) donne 1 point d’entrée DI ; signal de commande de démarrage/arrêt du DCS (connecté à la bobine du contacteur) donne 1 point de sortie DO ; signal de panne électrique (provenant du relais thermique ou du signal de surcharge du protecteur du moteur) donne 1 point d’entrée DI ; signal de courant du moteur (provenant des transmetteurs de courant triphasés) donne 3 points d’entrée AI (transmetteurs de courant des phases A, B et C du moteur) ； Si le moteur doit être contrôlé depuis plusieurs endroits, l’état du commutateur de sélection du lieu de contrôle (lors du choix du contrôle par le système DCS) permet de calculer 1 point d’entrée DI. Afin de faciliter la compréhension, le schéma suivant montre le principe de fonctionnement du circuit secondaire de démarrage à basse tension pour les armoires électriques GGD, les boîtiers de commande sur site et le système DCS : http://yunrun.com.cn/upload/201603/30/201603301805373111.jpg ③ Nombre de points du système DCS contrôlé par les variateurs : Chaque signal d’état de fonctionnement du variateur (provenant des contacts du relais intermédiaire) génère 1 point d’entrée DI ; le signal de commande de démarrage/arrêt du système DCS (connecté à la bobine du relais intermédiaire) génère 1 point de sortie DO ; le signal d’erreur du variateur (provenant du variateur) génère 1 point d’entrée DI ; la réinitialisation en cas d’erreur génère 1 point de sortie DO ; le signal de retour de fréquence du variateur génère 1 point d’entrée AI ； Le signal de commande de fréquence variable calcule une valeur d’ sortie AO par point. ④Points du système DCS pour le contrôle de la rotation en sens direct et inverse du moteur : État de fonctionnement en sens direct/inverse du moteur (provenant des contacts auxiliaires du contacteur) → 2 points d’entrée D1 ; Signaux d’erreur en sens direct/inverse (provenant du relais thermique) → 2 points d’entrée DI ; Contrôle en sens direct/inverse (connecté à l’enroulement du contacteur) → 2 points de sortie DO ; Signal de retour de courant du moteur → jusqu’à 3 points d’entrée AI (ce point n’est pas calculé en l’absence de retour de courant). ⑤Le système DCS est compatible avec les fonctions PLC ; pour un contrôle logique complexe, le nombre de points I/O du système DCS est calculé en fonction des exigences du projet réel (la méthode de calcul est identique à celle utilisée pour les points PLC), ce qui n’est pas expliqué ici en détail. Grâce à la méthode de calcul des points du système DCS mentionnée ci-dessus, il est possible de déterminer rapidement le nombre réel de points matériels nécessaires pour le système DCS. La configuration réelle du système DCS doit également prendre en compte la redondance ; généralement, on ajoute 20 % de redondance en fonction du nombre réel de points I/O requis par l’utilisateur.