摘 要：DCS系統(tǒng)（Distributed Control System）也叫集中分散控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是“集中控制，危險(xiǎn)分散”。本文主要介紹DCS中常見模擬量輸入和輸出信號的硬件接線及其卡件內(nèi)部的跳線設(shè)置。

關(guān)鍵詞：模擬量信號；數(shù)據(jù)采集；跳線設(shè)置；冗余

中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、概述

DCS系統(tǒng)（Distributed Control System）也叫集中分散控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是“集中控制，危險(xiǎn)分散”。DCS系統(tǒng)通過控制站采集現(xiàn)場的各種現(xiàn)場信號，并下達(dá)控制室的各種控制命令，這都需要通過輸入輸出（I/O）信號電纜實(shí)現(xiàn)控制站和現(xiàn)場的數(shù)據(jù)通信，而各種不同信號的輸入輸出時(shí)需要不同的外圍接線完成的，因此，在控制站的下端需要配置不同的信號端子柜用以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場設(shè)備的連接，信號端子柜的類型主要有模擬量輸入、輸出柜，開關(guān)量輸入、輸出柜等等。

二、接線方式：

在總結(jié)幾年DCS系統(tǒng)現(xiàn)場安裝經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文將主要闡述模擬信號的接線情況。詳細(xì)描述模擬量信號是如何與控制站的各種卡件連接的以及卡件內(nèi)部跳線是如何設(shè)置的，現(xiàn)以浙大中控的JX-300X型集散控制系統(tǒng)為例，對模擬量信號的接線進(jìn)行闡述。

1 模擬量輸入信號：對于模擬量輸入信號，常見的有以下幾種，電流信號輸入卡（SP313）、電壓信號輸入卡（SP314）、應(yīng)變信號輸入卡（SP315）、熱電阻信號輸入卡（SP316）等等，我們以典型的SP313和SP316為例介紹此種接線方式，通常分為二線制輸入（SP313）和三線制輸入（SP316）兩類。

在圖一中，兩線制接線主要用于液位計(jì)的液位信號、流量計(jì)的流量信號、壓力變送器的壓力信號等等模擬信號，此信號多為4-20mA電流信號?？P313是智能的、帶有模擬量信號調(diào)理的四路信號采集卡，并可為四路變送器提供+24V電源。八個(gè)接線端子中，每連續(xù)的兩個(gè)端子為一路信號，每一路都可以選擇是否采用配電功能，可以通過卡件內(nèi)部的跳線設(shè)置，配電設(shè)置跳線為卡件的JP1-JP4，JP1-JP4分別對應(yīng)四路輸入信號的每一路，當(dāng)短路塊接1—2時(shí)說明需要配電，當(dāng)短路塊接2—3時(shí)說明不需要配電，根據(jù)現(xiàn)場測量變送器的不同，選擇是否需要卡件供24V電源。選擇需要配電功能的變送器，則信號線和電源線共用，例如我們常見的液位計(jì)、壓力變送器等都是電源和信號共用，而對于流量計(jì)等不需要配電的變送器，需要另外獨(dú)立提供電源。

在圖二中，熱電阻信號輸入卡是一塊專用于測量熱電阻信號的、點(diǎn)點(diǎn)隔離的、可冗余的2路A/D轉(zhuǎn)換卡，每一路可分別接收Pt100、Cu50兩種熱電阻信號，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳給主控制卡SP243X，卡件可單獨(dú)工作，也可按冗余方式工作。卡件是否冗余的設(shè)置為跳線J2，當(dāng)短路塊接1—2時(shí)單卡工作，當(dāng)短路塊接2—3時(shí)，卡件按冗余配置。由于工業(yè)現(xiàn)場要求的測溫?zé)犭娮柰ǔ６际遣捎萌€制接法，因此需要用SP316熱電阻信號輸入卡，此卡可完成2路溫度信號的采集，第一路接卡件端子A、B、C，第二路接E、F、G。在以上兩圖中，信號流的方向都是從左到右的，即從現(xiàn)場變送器中采集現(xiàn)場的各種信號，送入控制站的模擬量輸入卡件。模擬量輸入信號的接線比較簡單，只需要通過端子排直接接到控制站的卡件既可以實(shí)現(xiàn)。

模擬量輸出信號：

在圖中，信號流的方向是從右到左，即從控制站的卡件去往現(xiàn)場儀表設(shè)備，SP322模擬信號輸出卡為4路點(diǎn)點(diǎn)隔離型電流信號輸出卡，此卡可以輸出0-10mA或4-20mA電流，可以通過軟件組態(tài)選擇，通常接調(diào)節(jié)閥的閥門定位器，一般用4-20mA電流信號來控制調(diào)節(jié)閥的開度，4mA時(shí)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，而20mA時(shí)調(diào)節(jié)閥全開，中間的電流值對應(yīng)閥門不同的開度。SP322增加冗余措施，做到了無擾動(dòng)冗余切換，冗余選擇通過跳線設(shè)置，卡件在冗余方式時(shí)，J2跳線插上短路塊，單機(jī)工作時(shí)不需要短路塊，另外，調(diào)節(jié)閥大多數(shù)是通過閥門定位器進(jìn)行工作的，工作電源一般為24V，所以我們需要進(jìn)行電壓選擇跳線設(shè)置，J4-J7為電壓選擇跳線，分別對應(yīng)四路輸出口，當(dāng)短路塊連接1—2時(shí)為20V輸出，當(dāng)短路塊連接2—3時(shí)為24V輸出。

結(jié)語

以上僅僅對我們控制中常見的模擬量信號連接方式做了簡要介紹，實(shí)際中我們也能看到其他的輸入輸出卡件，如開關(guān)量信號輸入輸出卡、四路PWM輸出卡、四路SOE信號輸入卡、脈沖量輸入卡、位置調(diào)節(jié)輸出卡等等，在此不一一介紹，但要注意，我們在應(yīng)用時(shí)除了保證接線的正確外，還學(xué)要根據(jù)實(shí)際工況及組態(tài)對卡件內(nèi)部跳線進(jìn)行正確設(shè)置。

參考文獻(xiàn)

[1]浙大中控技術(shù)有限公司DCS系統(tǒng)使用說明書.

[2]何衍慶，黃海燕，黎冰. 集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社.