DCS系统I/O点数常用计算方法

AI 指进入 DCS 系统或 PLC 的模拟量输入信号 。从现场可以直接输入 DCS 系统的 AI 输入信号有热电偶 (J 、 K 、 T 、 N 、 E 、 R 、 S 和 B 分度号热电偶 ) 、热电阻信号 (Cu50 、 Cu100 、 Pt100 和 Pt50 分度号 ) 、标准电流信号 (4-20mA 、 0-20mA) 、标准电压信号 (1-5V 、 0-5V 和 0-10V) 和脉冲信号；其他形式的信号如需送入 DCS 系统，则要用信号隔离器、电流变送器、电压变送器等信号转换设备将该信号转换为 4-20mA 或 1-5V 在送入 DCS 系统。

①热电偶AI输入点数统计

单支装配式热电偶或者单支铠装 热 电偶按1个AI点计算；双支装配式热电偶或者双支铠装热电偶需要在DCS系统显示同一测点的两个传感器温度按2个AI点计算，只显示该测点的一个温度按1个AI点计算；单支多点热电偶或多点热电偶常用于监测同一测点不同部位温度，热电偶有几个测量点则计算几个点热电偶AI输入。

② 热电阻AI输入点数统计

热电阻AI输入点数统计方法和热电偶AI输入点数统计方法相同。

③标准电流、电压AI输入点统计

每一路送入DCS系统的4-20mA、0-2mA、0-5V、1-5V或0-10V信号分别计算1个AI点，同时统计该输入信号对应的量程范围。 二线制变送器 ( 包括温度变送器、压力变送器、液位变送器、流量变送器等)因涉及DC24V供电， 最好单独统计AI点数 ，方便DCS系统集成接线。

特别说明： 在现场显示的压力表、双金属温度计、玻璃转子流量计等现场仪表不进入 DCS 系统点数计算   。

AO 指 DCS 系统或 PLC 发出的控制现场执行设备的模拟量输出信号 。 AO 输出一般有 4-20mA 、 0-20mA 、 0-5V 、 1-5V 和 0-10V 五种类型， 4-20mA 为最常用 DCS 系统 AO 输出， AO 输出通常接入电动执行机构、气动执行机构、变频器、电力调整器和工业控制模块等设备，通常每一个被控对象对应一路 AO 输出， AO 输出点数与被控设备数量相同。

DI 指进入 DCS 系统或 PLC 的开关量输入信号 ， DI 输入必须是无源触点、 TTL 或 CMOS 电平信号， DI 进入 DCS 系统或 PLC 后常会接通 DC24V 或者 DC48V 查询电压。

仪表专业DI输入通常来自现场电接点压力表、电接点双金属温度计、电接点水位计、液位开关、流量开关、火焰检测、电接点水位计等仪表的报警触点，每一个报警触点接入DCS系统时计算为一个点DI输入。电气专业DI点数计算较为复杂，文章后面专门介绍。

DO 指 DCS 系统或 PLC 发出的控制现场设备的开关量输出信号 ，通常通过中间继电器再接入其他不同电压等级的用电设备。仪表专业 DO 输出常用于控制外部指示灯、电磁阀、声光报警器、电气控制和多回转电动执行机构、接触器等设备。 DCS 系统控制不同设备其所需要的 DO 输出点数不同，以下是常见被控对象 I/O 点数 :

① 开关型电动执行机构：

每台执行机构阀位反馈 4-20mA 计算 AI 输入 1 点，阀门正转 / 反转控制计算 DO 输出 2 个点，阀门开到位 / 阀门关到位信号计算 DI 输入 2 个点 ，阀门开过力矩 / 关过力矩故障信号计算 DI 输入 2 点。

② 开关型多回转电动执行机构(AC380V电源)：

每台执行机构阀位反馈 4-20mA 计算 AI 输入 1 点 ( 如无反馈信号则不计算该 AI 点数 ) ，阀门正转 / 反转控制计算 DO 输出 2 个点，阀门开到位 / 阀门关到位 ( 限位开关 ) 计算 DI 输入 2 个点，执行器开过力矩 / 关过力矩故障信号计算 DI 输入 2 点。

③ 调节型电动执行机构：

每台执行机构阀位反馈计算 AI 输入 1 点，阀门控制信号计算 AO 输出 1 个点，执行器故障报警信号计算 AI 输入 1 个点 ( 故障报警常见于智能型电动执行机构，如无故障报警信号则不计算 AI 点数 ) 。

④ 调节型多回转电动执行机构：

每台执行机构阀位反馈计算 AI 输入 1 点，执行器 4-20mA 控制信号计算 AO 输出 1 个点， ESD 紧急控制信号计算 DO 输出 1 个点 (ESD 紧急控制信号常见于智能型多回转电动执行机构，如无此功能则不计算该 DO 点数 ), 开过力矩 / 关过力矩报警信号计算 DI 输入点数 2 点。

⑤ 变频器：

每台变频器频率反馈计算 AI 输入点数 1 点，频率给定信号计算 AO 输出 1 个点，运行 / 停止给定指令计算 DO 输出 1 个点，变频器故障报警计算 DI 输入 1 个点，故障复位计算 1 个 DO 输出 1 个点，变频器运行状态计算 DI 输入 1 个点。

如果变频器与通讯方式与DCS系统连接，则只需要计算1个通讯点，不需要计算其他点数。

⑥ 如 DCS 系统外接电磁阀、指示灯、接触器等设备 ，每个设备计算 DO 输出 1 点 ( 如多个设备共用一个控制信号，通常通过增加中间继电器触点方式完成，只需要计算 1 个 DO 输出 ) 。

① 常规电气控制的DCS系统点数

最简单的电机控制回路需要2个点DI输入，1个点DO输出。每个回路运行状态(来自于接触器辅助触点)计算DI输入1个点，启动/停止控制信号(接接触器线圈)计算DO输出1个点，故障信号(来自热继电器或者电机保护器过载信号)计算DI输入1个点。

电机回路如需要电流显示和就地/远传控制，除计算2个DI、1个DO外，电流信号(来自电流变送器)计算AI输入点数0-3个点(小功率电机通常不用监测电流，则不计算该AI输入点数；大功率三相电机有几相电流需要送入DCS显示就计算几个AI输入点，必须将每一路0-5A电流信号经电流变送器转换为4-20mA信号送DCS，最多3个点)；如电机需多地控制，则控制地点选择开关计算1个DI输入。

为便于大家理解，下图是某公司余热发电项目GGD电气柜、现场操作箱和DCS系统三地控制的电气二次控制原理图举例：

电机控制二次回路功能说明：电气柜、现场操作箱上的停止按钮能在任何状态下让电机停止运行；控制地点选择开关可以选择 “ 本柜控制 ” 、 “ 现场控制 ” 和 “DCS 控制 ” ，选择开关对应位置的启动按钮能启动电机；选择开关在 “DCS 控制 ” 时，在 DCS 系统上才能进行电机启动 / 停止操作。

电气元件说明：二次原理图中1SS为电气柜上的停止按钮，1SS1为现场操作箱上的停止按钮；1SB为电气柜上的启动按钮，1SB1为现场操作箱上的启动按钮；DO为DCS系统启动/停止控制输出触点；1HR5为电源指示灯；1HR为电气柜上的运行指示灯，1HR1为现场操作箱上的运行指示灯；1HG为电气柜上的停止指示灯，1HR1为现场操作箱上的停止指示灯；1KK为操作地切换开关；1KH为热继电器；1KM为接触器；1KA为中间继电器；1FU为二次回路保险。

② 降压启动电气控制的DCS系统点数

每个降压启动回路电机全压运行状态信号 ( 来自于主接触器 1KM1 辅助触点 ) 计算 DI 输入 1 个点， DCS 启动 / 停止控制信号 ( 接接触器线圈 ) 计算 DO 输出 1 个点，电气故障信号 ( 来自热继电器或者电机保护器过载信号 ) 计算 DI 输入 1 个点，电机电流信号 ( 来自三相电流变送器 ) 计算 AI 输入点数 3 个点 ( 电机 A 、 B 、 C 相电流变送器 ) ；如电机需多地控制，则控制地点选择开关状态 ( 选择 DCS 系统控制时 ) 计算 DI 输入 1 个点。

为便于大家理解，下图是某公司余热发电项目GGD电气柜、现场操作箱和DCS系统三地控制的降压启动二次回路控制原理图：

③ 变频器控制的DCS系统点数

每个变频器运行状态信号(来自于中间继电器触点)计算DI输入1个点，DCS系统启动/停止控制信号(接中间继电器线圈)计算DO输出1个点， 变频故障信号(来自变频器)计算DI输入1个点，故障复位计算DO输出1个点，变频频率反馈信号计算AI输入点数1个点；变频频率给定信号计算AO输出1个点。

④ 电机正反转控制的DCS系统点数

电机正转运行状态/反转运行状态(来自接触器辅助触点)计算D1输入2个点，正转故障/反转故障信号(来自热继电器)计算DI输入2个点，正转控制/反转控制(接接触器线圈)计算DO输 出2点，电机电流反馈信号最多计算AI输入3个点(无电流反馈不计算该点)。

⑤DCS 系统兼容PLC功能 ，复杂的逻辑控制按照实际工程要求来计算 DCS 系统 I/O 点数 ( 计算方法与计算 PLC 点数方法相同 ) ，在此不一一罗列说明。

通过以上DCS系统点数计算方法可以迅速统计出实际需要的DCS系统硬件点数，DCS系统实际配置还需要考虑DCS系统冗余，通常按照用户实际需要的DCS系统I/O点数增加20%冗余(教科书书上都是这样说的)。

DCS系统还有可能与其他系统或带通讯的仪表或装置通讯，那么在前期工作中必须详细统计相关设备的通讯协议类型的数量，这与 DCS 系统的硬件成本没有多大关系，但与 DCS 系统组态的工作量及与通讯相关的外围设备配置有关。假如您的 DCS 系统属于施工方交钥匙工程，你完全不用在此方面费精力；如果你是工程承建方， DCS 系统组态自己完成，这个工作就是必需要做的，因为这跟你的施工成本有关。