DCS系统点数计算方法
DCS计算公式及温压补偿的说明
DCS 流量计算公式计温压补偿的说明变送器输出的是4~20mA 的电流信号，分为开过根和未开根两种。
1. 变送器输出信号未开根我们知道变送器中，4mA 时代表输出为0，20mA 时代表输出为设定的差压最大值。
定义这个输出的量为DP ，设定的变送器最大差压为0.5kpa 。
那么当变送器输出为15mA 时，给到上位机的差压信号就是1540.50.34375204Dp -==- 其中，15是实际电流，20是最大电流，4是最小电流，0.5是最大电流是的差压。
流量计算公式可以简单的用'Q C =其中C ’就是流量系数2. 变送器输出信号已开根如果变松器输出的电流信号开过根了，那Dp ’即， ''Q C Dp =⋅如果开根后的输出电流为15mA ，那154'0.50.34375204Dp -==- ，直接代入上面的等式。
另，由于在测量气体是，温度和压力的变化，造成气体体积和密度的变化，故需要对测量过程进行温度和压力的补偿。
1. 未开根信号对于未开根信号，补偿公式如下N Q =实 其中，N Q 实是实际流量，Nm Q 为设计最大量，m Dp 为设计最大量下的差压值（见计算书），Ts ，Ps 为设计条件下的绝对温度、绝对压力。
Dp 是测得的差压值，P 、T 是实际测量得到的绝对温度和绝对压力。
2. 已开根信号对于已开根的信号，补偿公式变换为NDp'Q=实Dp’是开根后输出的量关于变送器的设置，调完零以后，只要将最大测量值设置成计算书上的最大差压值就可以了，最小值不变为零。
（详见附件计算书，红色椭圆框出来的数值即为最大差压值，计算书的最小差压值不用设置）。
浅析仪表专业和电气专业DCS系统点数计算方法
浅析仪表专业和电气专业DCS系统点数计算方法DCS控制系统点数通常由设计院统计提供，DCS系统点数是仪表专业I/O点数、电气专业I/O点数和DCS系统与其他系统的通讯点数总和。
准确统计电气和仪表I/O 点数可避免电气和仪表专业出现协调不一致的问题，准确的DCS点数能为使用单位决策DCS系统品牌和DCS系统造价提供依据。
DCS系统通常涉及热工检测、模拟量控制、顺序控制和逻辑控制等自动化控制内容，DCS 系统点数是从AI模拟输入点数、AO模拟输出点数、DI开关量输入点数、DO开关量输出点数和DCS与其他系统通讯点数五个方面统计结果得出，下面介绍仪表专业和电气专业DCS系统点数计算方法：1、DCS系统AI输入点数如何计算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，。
DCS
讲解1、DCS：集散控制系统、分散控制系统2、汉字点阵是指存储汉字时的分辨率。
16*16点阵汉字就是在一个16*16的点阵内写出一个汉字。
我们知道，1个字节包含8个二进制位，所以，16*16点阵中的每一行有16个点，可以用2个字节表示，共有16行，因此共2*16=32字节。
同样道理，24*24点阵汉字占3*24=72字节。
3、存储好比是库房，汉字好比是物品，正常情况下，汉字会很小，这样可以存储更多的汉字。
而想要把汉字可以让我们看到，这就需要把它放大很多倍，那么汉字占用的空间也就相应的增大，所以你说的16*16点阵会占用32KB4、一个汉字=2个英文字母=2字节官方标准：1汉字=2字节1字节（Byte)＝8字位＝8个二进制数1字位(bit)＝1个二进制数1B=8b1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB硬件商标准：1GB=1000MB1MB=1000KB1KB=1000B通常情况下，把B称为字节、b称为字位、KB称为千字节、MB称为兆字节、GB称为吉字节。
5、PLC的16位和32位是数据类型指得是2进制数的长度0000 1000 0010 1000 16位2进制数数（也就是1个字的长度）10进制数是20880100 1000 0001 0010 0001 0010 1110 1110 32位2进制数（也就是2个字的长度）10进制数是605 164 2706、plc以位、字节、字、双字为存储单位，西门子为例子，I0.0是位，IB0是字节=I0.0-I0.7，IW0是字=I0.0-I1.7，ID0是双字=I0.0-I3.7，以上分别是1位、8位、16位、32位。
bcd码即10进制以8421来编码的数，二进制数只有0和1，逢2进位。
数字量输入x000-x007、x010-x017或者I0.0-I0.7等等是只读，输出则是只写。
7、字节：字节(Byte)是计算机信息技术用于计量存储容量和传输容量的一种计量单位，1个字节等于8位二进制。
DCS系统输入输出点数计算方法
DCS控制系统点数通常由设计院统计提供，DCS系统点数是仪表专业I/O点数、电气专业I/O点数和DCS系统与其他系统的通讯点数总和。
准确统计电气和仪表I/O点数可避免电气和仪表专业出现协调不一致的问题，准确的DCS点数能为使用单位决策DCS系统品牌和DCS系统造价提供依据。
DCS系统通常涉及热工检测、模拟量控制、顺序控制和逻辑控制等自动化控制内容，DCS 系统点数是从AI模拟输入点数、AO模拟输出点数、DI开关量输入点数、DO开关量输出点数和DCS与其他系统通讯点数五个方面统计结果得出，下面云润仪表介绍仪表专业和电气专业DCS系统点数计算方法：1、DCS系统AI输入点数如何计算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。
1.1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。
1.2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。
1.3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。
DCS_控制系统简介
DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、DCS是分布式控制系统的英文缩写( Distributed Control System )，在国内自控行业又称之为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
在系统功能方面，DCS 和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。
工程师站是对DCS 进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS4行组态，配置工作的工具软件(即组态软件)，并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS 随时处在最佳的工作状态之下。
与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，DCS分散控制系统原理第一讲绪论DCS从1975年问世以来，大约有三次比较大的变革，七十年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发的，也没有动态流程图，通讯网络基本上都是轮询方式的；八十年代就不一样了，通讯网络较多使用令牌方式；九十年代操作站出现了通用系统，九十年代末通讯网络有部份遵守TCP/IP协议，有的开始采用以太网。
总的来看，变化主要体现在I/O板、操作站和通讯网络。
DCS系统点数计算方法
DCS系统点数计算方法DCS控制系统点数通常由设计院统计提供，DCS系统点数是仪表专业I/O点数、电气专业I/O点数和DCS系统与其他系统的通讯点数总和。
准确统计电气和仪表I/O点数可避免电气和仪表专业出现协调不一致的问题，准确的DCS点数能为使用单位决策DCS系统品牌和DCS系统造价提供依据。
DCS系统通常涉及热工检测、模拟量控制、顺序控制和逻辑控制等自动化控制内容，DCS 系统点数是从AI模拟输入点数、AO模拟输出点数、DI开关量输入点数、DO开关量输出点数和DCS与其他系统通讯点数五个方面统计结果得出，下面介绍仪表专业和电气专业DCS系统点数计算方法：1、DCS系统AI输入点数如何计算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。
第2章_DCS控制算法[1]
![第2章_DCS控制算法[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/3f346c12de80d4d8d15a4f70.png)
PT
FT
A
流量压力耦合的控制系统
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B
串接解耦
r1 -
Gc1
U1
G11
Y1
G21 G12 G22
r2 -
Gc 2
U2
Y2
Y (s) G(s)U (s)
r1
D11 G11
-
Gc1
P1
D21 D12
D22
U1
G21 G12 G22
Y1
Y ( s ) G ( s ) D( s ) P( s )
被控变量 流量 压力 液位 温度 成分 Ts范围/s 1～5 3～10 5～8 15～20 15～20 常用Ts值/s 1 5 5 20 20
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2.1.3 理想PID控制算法的改进
1. 积分算法的改进
积分作用可消除误差，积分作用有三种改进措施： （1）圆整误差问题 （2）积分分离 （3）数值积分的改进
e
×
d s
B
A/B
1+Tds
1977 年
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小结
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 PID控制算法 串级控制 前馈控制 解耦控制 时滞补偿控制
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Ks gs (s) K p g p (s)(1 e
d s
)
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Smith补偿器
R(s)
+ U ( s) Gc(s) D ( s) +
K p g p (s)e
d s
DCS的控制算法
(s)
Kc
(e
1 Ti s
Td
s)E(s)
7
r+ e -
u 执行机构
y 被控对象
8
(二)、数字PID控制算法
➢ 位置算法
u(k)
Kce(k)
Kc Ti
k
e(i)Ts
i0
KcTd
e(k) e(k Ts
1)
k
u(k) Kce(k) K I e(i) K D[e(k) e(k 1)]
▪ P、I、D三种控制作用是独立的，没有控制器参数 之间的关联。
▪ 离散PID控制器的参数不受硬件的制约，可以在更 大范围内设置
▪ 采用采样控制，引入了采样周期，因此而引入了一 个纯时滞环节，使控制品质变差。
▪ 采样周期的大小影响控制系统的控制品质。
14
u
1 2
0
Ts
2Ts
3Ts
4Ts
5Ts
t
连续与离散控制的比较
15
▪ 控制度和采样周期
[min
控制度 [min
0
e2
dt]DDC
0
e
2dt]
ANA
min(ISE) DDC min(ISE) ANA
采样周期的选择: 根据香农定理采样频率不小于信号中 所含最高频率的两倍才不会引起因频谱重叠而产生的 畸变.
一般应使控制度不大于1.2(至少不超过1.5), 通常选择 采样周期为
e(k) e(k 1)
用
代替 来进e行(k数) 字积分
2
可提高积分计算的精度且少受噪音的影响，但代价 是增加计算时间和内存容量
20
✓ 微分算法的改进
1） 微分先行： 只对被控变量求导，而不对设定值 求导。
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DCS系统点数计算方法
DCS控制系统点数通常由设计院统计提供，DCS系统点数是仪表专业I/O点数、电气专业I/O点数和DCS系统与其他系统的通讯点数总和。
准确统计电气和仪表I/O点数可避免电气和仪表专业出现协调不一致的问题，准确的DCS点数能为使用单位决策DCS系统品牌和DCS系统造价提供依据。
DCS系统通常涉及热工检测、模拟量控制、顺序控制和逻辑控制等自动化控制内容，DCS 系统点数是从AI模拟输入点数、AO模拟输出点数、DI开关量输入点数、DO开关量输出点数和DCS与其他系统通讯点数五个方面统计结果得出，下面介绍仪表专业和电气专业DCS系统点数计算方法：
1、DCS系统AI输入点数如何计算
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。
2、DCS系统AO输出点数如何计算
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。
3、DCS系统DI输入点数如何计算
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后通常会接通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。
4、DCS系统DO输出点数如何计算
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）。
5、电气专业如何计算DCS系统点数
（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
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）。
（5）DCS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。