為什么DCS系統(tǒng)DI和DO帶中間繼電器？回答這個問題之前儀表工需要先弄明白什么是DCS系統(tǒng)的DI和DO？中間繼電器有什么作用？然后就能很好理解DCS系統(tǒng)DI和DO帶繼電器的原因和作用了。
DI指進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC的開關(guān)量輸入信號，DI輸入必須是無源觸點(diǎn)、TTL或CMOS電平信號，DI進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC后常會接通DC24V或者DC48V查詢電壓。
儀表專業(yè)DI輸入通常來自現(xiàn)場電接點(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、電接點(diǎn)水位計(jì)等儀表的報警觸點(diǎn)，每一個報警觸點(diǎn)接入DCS系統(tǒng)時計(jì)算為一個點(diǎn)DI輸入。電氣專業(yè)DI點(diǎn)數(shù)計(jì)算較為復(fù)雜，文章《DCS系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)計(jì)算方法》里專門介紹。
DO指DCS系統(tǒng)或PLC發(fā)出的控制現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)量輸出信號，通常通過中間繼電器再接入其他不同電壓等級的用電設(shè)備。儀表專業(yè)DO輸出常用于控制外部指示燈、電磁閥、聲光報警器、電氣控制和多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、接觸器等設(shè)備。
DCS系統(tǒng)DI點(diǎn)帶中間繼電器的原因
1、電氣隔離
防止強(qiáng)電竄入DCS系統(tǒng)損壞通道、卡件等硬件。現(xiàn)場設(shè)備的電氣信號可能存在較大干擾或較高電壓，如電氣設(shè)備及配電室引入到DCS的DI點(diǎn)，通過中間繼電器可將強(qiáng)電和弱電有效隔離，避免因電氣側(cè)干擾產(chǎn)生的次生電壓損壞DCS系統(tǒng)的端子板和IO卡件。
2、抗干擾
避免干擾雜波疊加在輸入信號上，提高信號的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。對于一些容易受干擾且易誤動作的DI點(diǎn)，加繼電器可減少外部電磁干擾等對信號傳輸和處理的影響，確保DCS系統(tǒng)接收到的信號真實(shí)反映現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)。
3、信號轉(zhuǎn)換與適配
將現(xiàn)場不同類型、不同電平的開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為DCS系統(tǒng)能夠識別和處理的標(biāo)準(zhǔn)信號。如現(xiàn)場某些設(shè)備輸出的信號可能是AC220V的開關(guān)量，而DCS系統(tǒng)的DI點(diǎn)通常只能接收DC24V等低電平信號，中間繼電器可實(shí)現(xiàn)信號的電壓轉(zhuǎn)換和電平匹配。
4、實(shí)現(xiàn)邏輯控制和連鎖
多個繼電器的觸點(diǎn)可進(jìn)行邏輯組合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制功能。如一個風(fēng)機(jī)有位移、油溫、油位等多個監(jiān)測點(diǎn)，可用三個繼電器的常閉點(diǎn)連在一起作為連鎖條件，任何一個條件不符合都會引起風(fēng)機(jī)跳停，方便實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的連鎖保護(hù)和控制。
5、增強(qiáng)負(fù)載能力
當(dāng)現(xiàn)場信號源的驅(qū)動能力不足，無法直接驅(qū)動DCS系統(tǒng)的DI點(diǎn)時，中間繼電器可起到信號放大和增強(qiáng)負(fù)載能力的作用，確保信號能夠可靠地傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)中。
DCS系統(tǒng)DO點(diǎn)帶中間繼電器的原因
1、電氣隔離與保護(hù)
①隔離強(qiáng)電
DCS系統(tǒng)的DO點(diǎn)通常輸出弱電信號，現(xiàn)場設(shè)備可能使用強(qiáng)電。加中間繼電器可將DCS系統(tǒng)與現(xiàn)場強(qiáng)電設(shè)備隔離，防止強(qiáng)電反串進(jìn)入DCS系統(tǒng)損壞卡件和其他硬件設(shè)備。
②抑制干擾
現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，存在大量電磁干擾。中間繼電器可阻斷外部干擾信號進(jìn)入DCS系統(tǒng)，避免干擾信號導(dǎo)致DO點(diǎn)輸出錯誤或不穩(wěn)定，保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
2、信號轉(zhuǎn)換與適配
①電壓轉(zhuǎn)換
DCS系統(tǒng)DO點(diǎn)輸出的電壓一般較低，如DC24V，而現(xiàn)場設(shè)備可能需要AC220V或其他電壓等級的信號來驅(qū)動。中間繼電器可將低電壓信號轉(zhuǎn)換為適合現(xiàn)場設(shè)備的高電壓信號。
②電平匹配
DCS系統(tǒng)輸出的信號電平與現(xiàn)場設(shè)備所需的電平可能不同，通過中間繼電器可實(shí)現(xiàn)電平的匹配，確保信號能夠被現(xiàn)場設(shè)備正確識別和處理。
3、增強(qiáng)負(fù)載能力
DCS系統(tǒng)的DO點(diǎn)內(nèi)部電路的驅(qū)動能力有限，無法直接驅(qū)動大電流、高功率的負(fù)載。中間繼電器具有較強(qiáng)的負(fù)載驅(qū)動能力，能將DCS系統(tǒng)DO點(diǎn)的小信號放大，為現(xiàn)場設(shè)備提供足夠的電流和功率，使設(shè)備正常工作。
4、實(shí)現(xiàn)邏輯控制和連鎖
多個繼電器的觸點(diǎn)可進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)等邏輯組合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制功能，完成設(shè)備之間的連鎖保護(hù)和控制。如實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、設(shè)備的順序啟停控制等。
5、便于維護(hù)和故障排查
帶繼電器時，若現(xiàn)場設(shè)備或控制回路出現(xiàn)故障，可先檢查繼中間電器的工作狀態(tài)，如觸點(diǎn)是否正常吸合、線圈是否損壞等，能快速定位故障范圍，提高維護(hù)效率，減少故障排查時間。
DCS系統(tǒng)AI通道帶安全柵的原因
1、防爆安全
在存在易燃易爆氣體、粉塵等危險環(huán)境的工業(yè)現(xiàn)場，如石油化工、天然氣等行業(yè)，DCS系統(tǒng)的AIT通道連接現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)。安全柵作為本安回路的安全接口，能限制送往危險區(qū)的能量，防止因故障等原因使危險區(qū)向安全區(qū)傳遞的能量引發(fā)爆炸等危險，確保現(xiàn)場人員和設(shè)備的安全。
2、電氣隔離與抗干擾
現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，電磁干擾、地電位差等干擾源多，會影響AIT通道信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。安全柵可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與DCS系統(tǒng)間的電氣隔離，阻斷干擾信號的傳導(dǎo)路徑，使檢測和控制回路信號的抗干擾能力增強(qiáng)，提高系統(tǒng)的可靠性。
3、信號處理與適配
安全柵可對輸入信號進(jìn)行處理，如將熱電偶、熱電阻等信號轉(zhuǎn)換為適合DCS系統(tǒng)AI通道接收的標(biāo)準(zhǔn)信號，實(shí)現(xiàn)信號的調(diào)理、放大、濾波等功能，確保信號質(zhì)量和兼容性。同時，能將不同電平、類型的信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使現(xiàn)場儀表與DCS系統(tǒng)更好地適配。
4、保護(hù)設(shè)備
當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)短路、過壓等故障時，安全柵的限流、限壓電路可限制進(jìn)入DCS系統(tǒng)的電流和電壓，避免AIT通道的卡件及其他相關(guān)設(shè)備因過流、過壓而損壞，延長設(shè)備使用壽命，降低維護(hù)成本。
相關(guān)閱讀
◆DCS系統(tǒng)組態(tài)內(nèi)容及步驟
◆DCS網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
◆導(dǎo)致DCS系統(tǒng)顯示值與現(xiàn)場儀表顯示值不同的原因
