1、I/O匯流排它把多種I/O訊號送到控制器，由控制器讀取I/O訊號，I/O模件之間並不交換資料。I/O匯流排包括並行匯流排和序列匯流排。I/O匯流排的傳輸速率是不高的，從幾十K到幾兆不等，為了快速，最好是並行匯流排。採用並行匯流排，其I/O模件必須與控制器模件相鄰。若採用序列匯流排，I/O模件和控制器之間的距離也要比較近才行。通常把控制器模件和I/O模件裝在一個機櫃內或相鄰的機櫃內。2、現場匯流排現場匯流排是90年代初發展起來的，遠端I/O應該採用現場匯流排，如CAN、LONWORKS、HART匯流排。在DCS系統中，遠端I/O採用HART匯流排比較多。比如現場的變送器，距離控制器機櫃比較遠，常把16個變送器來的訊號編成一組，用HART匯流排把訊號送到控制器，控制器同時讀進16個變送器來的訊號。採用現場匯流排，控制器和變送器兩者距離可達1公里以上。3、控制匯流排把完成不同任務的三種控制器連在一條總線上，實現控制器之間的通訊，稱為控制匯流排。在控制總線上的不同控制器的數量不受限制，在這一條總線上除控制器模件以外，還有DCS網路的介面模件。在控制總線上，控制器之間可以呼叫資料，使得模擬量和開關量之間的結合很好。控制匯流排不是DCS系統都具有，可以把各種控制器分別連到DCS網路上，控制器之間的資料呼叫透過DCS網路。控制匯流排的傳輸速率與I/O匯流排的傳輸速率相類似。通常是幾十K到幾兆之間。
DCS系統電纜佈線規範
一、訊號分類電纜的合理佈設可以有效地減少外部環境對訊號的干擾以及各種電纜之間的相互干擾，提高DCS系統執行的穩定性。訊號分類如下：1、Ⅰ類訊號：熱電阻訊號、熱電偶訊號、毫伏訊號、應變訊號等低電平訊號。2、Ⅱ類訊號：0～5V、1～5V、4～20mA、0～10mA模擬量輸入訊號;4～20mA、0～10mA模擬量輸出訊號;電平型開關量輸入訊號;觸點型開關量輸入訊號;脈衝量輸入訊號;24VDC小於50mA的阻性負載開關量輸出訊號。3、Ⅲ類訊號：24V～48VDC感性負載或者電流大於50mA的阻性負載的開關量輸出訊號。4、Ⅳ類訊號：110VAC或220VAC開關量輸出訊號，此類訊號的饋線可視作電源線處理佈線的問題。其中，Ⅰ類訊號很容易被幹擾，Ⅱ類訊號容易被幹擾，而Ⅲ和Ⅳ類訊號在開關動作瞬間會成為強烈的干擾源，透過空間環境干擾附近的訊號線。二、訊號電纜佈設總體原則1、對於Ⅰ類訊號電纜，必須採用遮蔽電纜，有條件時最好採用遮蔽雙絞電纜。2、對於Ⅱ類訊號，儘可能採用遮蔽電纜，其中Ⅱ類訊號中用於控制、聯鎖的模入模出訊號、開入訊號，必須採用遮蔽電纜，有條件時最好採用遮蔽雙絞電纜。3、對於Ⅳ類訊號嚴禁與Ⅰ、Ⅱ類訊號捆在一起走線，應作為220V電源線處理，與電源電纜一起走線，有條件時建議採用遮蔽雙絞電纜。4、對於Ⅲ類訊號，允許與220V電源線一起走線(即與Ⅳ類訊號相同)，也可以與Ⅰ、Ⅱ類訊號一起走線。但在後者情況下Ⅲ類訊號必須採用遮蔽電纜，最好為遮蔽雙絞電纜，且與Ⅰ、Ⅱ類訊號電纜相距15cm以上。為保證系統穩定、可靠、安全地執行，與DCS系統相連的訊號電纜還必須保證：1、Ⅰ類訊號中的毫伏訊號、應變訊號應採用遮蔽雙絞電纜，這樣，可以大大減小電磁干擾和靜電干擾。2、條件允許的情況下，Ⅰ～Ⅳ類訊號儘可能採用遮蔽電纜(或遮蔽雙絞電纜)，還應保證遮蔽層只有一點接地，且要接地良好。3、絕對禁止大功率的開關量輸出訊號線、電源線、動力線等電纜與直接進入DCS系統的Ⅰ、Ⅱ類訊號電纜並行捆綁。4、絕對禁止採用一根多芯電纜中的部份芯線用於傳輸Ⅰ類或Ⅱ類的訊號，另外部分芯線用於傳輸Ⅲ類或Ⅳ類訊號。5、嚴禁同一訊號的幾芯線分佈在不同的幾條電纜中(如三線制的熱電阻)。因此，在現場電纜敷設中，我們必須有效地分離Ⅲ、Ⅳ類訊號電纜、電源線等易產生干擾的電纜，使其與現場佈設的Ⅰ、Ⅱ類訊號的電纜保持在一定的安全距離(如15cm)以上。三、現場電纜佈設的幾項規定為了敘述方便，我們把Ⅰ、Ⅱ類訊號電纜統稱為訊號電纜，把Ⅲ、Ⅳ類訊號電纜和現場電源電纜統稱為電源電纜。在有條件的場合，訊號電纜和電源電纜應採用不同走線槽走線，在進入DCS機房(或機櫃)時，也應儘可能相互遠離。當這二種電纜無法滿足分開走線要求時，它們必須都採用遮蔽電纜(或遮蔽雙絞電纜)，且滿足以下要求：1、如果訊號電纜和電源電纜之間的間距小於15cm時，必須在訊號電纜和電源電纜之間設定遮蔽用的金屬隔板，並將隔板接地。2、當訊號電纜和電源電纜垂直方向或水平方向分離安裝時，訊號電纜和電源電纜之間的間距應大於15cm.對於某些干擾特別大的應用場合，如電源電纜上掛接電壓為220V AC，電流在10A以上感性負載，而且電源電纜不帶遮蔽層時，那麼要求它與訊號電纜的垂直方向間隔距離必須在60cm以上。3、在兩組電纜垂直相交時，若電源電纜不帶遮蔽層，最好用厚度在1.6mm以上的鐵板覆蓋交叉部分。
DCS集散系統故障防範及維護措施
諸多故障例項表明，降低DCS系統的故障機率，必須做好DCS從選型設計到執行啟停維護全方位工作。1.DCS的選型設計除錯1.1系統和控制器的配置要重點考慮可靠性和負荷率(包括冗餘度)指標。通訊負荷率必須控制在合理範圍內，控制器的負荷率儘可能均衡，避免“高負荷”問題的發生。1.2系統控制邏輯的分配，不宜過分集中在某個控制器上，主要控制器應採用冗餘配置。1.3電源設計必須合理可靠。注意電源設計的負荷率和電源的冗餘配置方式，保證兩路獨立電源。1.4注重DCS系統介面的可靠性，注意重要介面的介面方式和冗餘度。1.5 DCS系統接地按廠家要求執行，避免接地問題造成系統大面積故障。應注重考慮系統的抗干擾措施，I/O通道應強調隔離措施。重視電纜質量與遮蔽，重要訊號及控制使用計算機專用通訊遮蔽電纜。1.6根據裝置執行特點和各種工況下機組處理緊急故障的要求，配置操作員站和後備手操裝置。緊急停機停爐按鈕配置，應採用與DCS分開的單獨操作迴路。1.7對於保護系統，採用多重化訊號攝取法。合理使用閉鎖條件，使訊號迴路具有邏輯判斷能力。1.8除錯期間按照除錯大綱、辦法，對所有邏輯、迴路、工況進行測試，確保各引數設定正確合理。2.DCS執行、啟停維護2.1做好維護準備工作DCS系統的維護需做好以下準備工作：(1)維護人員應熟悉DCS系統結構和功能構成，瞭解系統裝置硬體知識，熟練掌握DCS組態軟體。(2)系統備份：包括作業系統、控制系統軟體、邏輯組態，確保資料完整和最新。優先採用光碟，使用行動硬碟、隨身碟等保證專盤專用。(3)硬體儲備:對易損、使用週期短的部件和關鍵部件作適量的備份，保證各型別卡件、模組備品不少於1個，並按照製造廠要求存放，如有條件應對備品進行校驗。(4)整理產品售後服務範圍、時間表，形成DCS廠家、設計除錯單位技術支援通訊錄。2.2日常維護系統的日常維護是DCS穩定執行的基礎，主要包括以下幾點：(1)根據25項反措要求、DL/T774檢修維護規程等檔案規定，完善DCS系統管理制度。(2)電子間封閉良好，保證溫溼度、空氣潔淨度符合製造廠規定。可將電子間的環境溫度訊號引入DCS監測。(3)每天檢查系統各機櫃風扇是否工作正常，風道有無阻塞。(4)保證系統供電電源質量且為兩路電源可靠供電，當任一電源失去即報警。(5)電子間禁止使用無線通訊工具，避免電磁場對系統的干擾，避免拉動或碰傷裝置連線電纜和通訊電纜等。(6)規範DCS系統軟體和應用軟體管理，軟體的修改、更新、升級必須履行審批授權及負責人制度。做好主機USB埠、光碟機等的封閉管理工作。(7)做好各控制迴路的PID引數、調節器正反作用等系統資料記錄工作。(8)檢查控制主機、顯示器、滑鼠、鍵盤等硬體是否完好，畫面是否正常。檢視故障診斷畫面，是否有故障提示。(9)DCS裝置包括DPU、人機介面站等上電應按照一定次序逐一進行，每臺裝置上電觀察正常後再進行下一裝置操作。(10)定期對DCS主系統及與主系統連線的所有相關係統的通訊負荷率進行線上測試。檢查冗餘主從裝置狀態，條件許可時或定期進行主從裝置切換。(11)對重要組態頁進行中文描述;編制試驗操作卡並保證隨時更新。規範DCS組態作業，執行中儘量不做重大組態修改。(12)定期逐臺重新啟動所有人機介面站一次(建議2、3個月左右)，以消除計算機長期執行的累計誤差。2.3停運維護機組檢修期間應對DCS系統應進行徹底的維護，主要包括:(1)利用機組檢修時間逐個復位DCS系統的DPU、CPU和操作員站及資料站;刪除組態中的無效I/O點，對組態進行最佳化。(2)系統冗餘測試:對冗餘電源、伺服器、控制器、通訊網路進行冗餘測試。注意系統各裝置停電時，主從裝置切換、網路、人機介面站是否正常;系統檢修重新上電後對各裝置進行切換測試。
1、I/O匯流排它把多種I/O訊號送到控制器，由控制器讀取I/O訊號，I/O模件之間並不交換資料。I/O匯流排包括並行匯流排和序列匯流排。I/O匯流排的傳輸速率是不高的，從幾十K到幾兆不等，為了快速，最好是並行匯流排。採用並行匯流排，其I/O模件必須與控制器模件相鄰。若採用序列匯流排，I/O模件和控制器之間的距離也要比較近才行。通常把控制器模件和I/O模件裝在一個機櫃內或相鄰的機櫃內。2、現場匯流排現場匯流排是90年代初發展起來的，遠端I/O應該採用現場匯流排，如CAN、LONWORKS、HART匯流排。在DCS系統中，遠端I/O採用HART匯流排比較多。比如現場的變送器，距離控制器機櫃比較遠，常把16個變送器來的訊號編成一組，用HART匯流排把訊號送到控制器，控制器同時讀進16個變送器來的訊號。採用現場匯流排，控制器和變送器兩者距離可達1公里以上。3、控制匯流排把完成不同任務的三種控制器連在一條總線上，實現控制器之間的通訊，稱為控制匯流排。在控制總線上的不同控制器的數量不受限制，在這一條總線上除控制器模件以外，還有DCS網路的介面模件。在控制總線上，控制器之間可以呼叫資料，使得模擬量和開關量之間的結合很好。控制匯流排不是DCS系統都具有，可以把各種控制器分別連到DCS網路上，控制器之間的資料呼叫透過DCS網路。控制匯流排的傳輸速率與I/O匯流排的傳輸速率相類似。通常是幾十K到幾兆之間。
DCS系統電纜佈線規範
一、訊號分類電纜的合理佈設可以有效地減少外部環境對訊號的干擾以及各種電纜之間的相互干擾，提高DCS系統執行的穩定性。訊號分類如下：1、Ⅰ類訊號：熱電阻訊號、熱電偶訊號、毫伏訊號、應變訊號等低電平訊號。2、Ⅱ類訊號：0～5V、1～5V、4～20mA、0～10mA模擬量輸入訊號;4～20mA、0～10mA模擬量輸出訊號;電平型開關量輸入訊號;觸點型開關量輸入訊號;脈衝量輸入訊號;24VDC小於50mA的阻性負載開關量輸出訊號。3、Ⅲ類訊號：24V～48VDC感性負載或者電流大於50mA的阻性負載的開關量輸出訊號。4、Ⅳ類訊號：110VAC或220VAC開關量輸出訊號，此類訊號的饋線可視作電源線處理佈線的問題。其中，Ⅰ類訊號很容易被幹擾，Ⅱ類訊號容易被幹擾，而Ⅲ和Ⅳ類訊號在開關動作瞬間會成為強烈的干擾源，透過空間環境干擾附近的訊號線。二、訊號電纜佈設總體原則1、對於Ⅰ類訊號電纜，必須採用遮蔽電纜，有條件時最好採用遮蔽雙絞電纜。2、對於Ⅱ類訊號，儘可能採用遮蔽電纜，其中Ⅱ類訊號中用於控制、聯鎖的模入模出訊號、開入訊號，必須採用遮蔽電纜，有條件時最好採用遮蔽雙絞電纜。3、對於Ⅳ類訊號嚴禁與Ⅰ、Ⅱ類訊號捆在一起走線，應作為220V電源線處理，與電源電纜一起走線，有條件時建議採用遮蔽雙絞電纜。4、對於Ⅲ類訊號，允許與220V電源線一起走線(即與Ⅳ類訊號相同)，也可以與Ⅰ、Ⅱ類訊號一起走線。但在後者情況下Ⅲ類訊號必須採用遮蔽電纜，最好為遮蔽雙絞電纜，且與Ⅰ、Ⅱ類訊號電纜相距15cm以上。為保證系統穩定、可靠、安全地執行，與DCS系統相連的訊號電纜還必須保證：1、Ⅰ類訊號中的毫伏訊號、應變訊號應採用遮蔽雙絞電纜，這樣，可以大大減小電磁干擾和靜電干擾。2、條件允許的情況下，Ⅰ～Ⅳ類訊號儘可能採用遮蔽電纜(或遮蔽雙絞電纜)，還應保證遮蔽層只有一點接地，且要接地良好。3、絕對禁止大功率的開關量輸出訊號線、電源線、動力線等電纜與直接進入DCS系統的Ⅰ、Ⅱ類訊號電纜並行捆綁。4、絕對禁止採用一根多芯電纜中的部份芯線用於傳輸Ⅰ類或Ⅱ類的訊號，另外部分芯線用於傳輸Ⅲ類或Ⅳ類訊號。5、嚴禁同一訊號的幾芯線分佈在不同的幾條電纜中(如三線制的熱電阻)。因此，在現場電纜敷設中，我們必須有效地分離Ⅲ、Ⅳ類訊號電纜、電源線等易產生干擾的電纜，使其與現場佈設的Ⅰ、Ⅱ類訊號的電纜保持在一定的安全距離(如15cm)以上。三、現場電纜佈設的幾項規定為了敘述方便，我們把Ⅰ、Ⅱ類訊號電纜統稱為訊號電纜，把Ⅲ、Ⅳ類訊號電纜和現場電源電纜統稱為電源電纜。在有條件的場合，訊號電纜和電源電纜應採用不同走線槽走線，在進入DCS機房(或機櫃)時，也應儘可能相互遠離。當這二種電纜無法滿足分開走線要求時，它們必須都採用遮蔽電纜(或遮蔽雙絞電纜)，且滿足以下要求：1、如果訊號電纜和電源電纜之間的間距小於15cm時，必須在訊號電纜和電源電纜之間設定遮蔽用的金屬隔板，並將隔板接地。2、當訊號電纜和電源電纜垂直方向或水平方向分離安裝時，訊號電纜和電源電纜之間的間距應大於15cm.對於某些干擾特別大的應用場合，如電源電纜上掛接電壓為220V AC，電流在10A以上感性負載，而且電源電纜不帶遮蔽層時，那麼要求它與訊號電纜的垂直方向間隔距離必須在60cm以上。3、在兩組電纜垂直相交時，若電源電纜不帶遮蔽層，最好用厚度在1.6mm以上的鐵板覆蓋交叉部分。
DCS集散系統故障防範及維護措施
諸多故障例項表明，降低DCS系統的故障機率，必須做好DCS從選型設計到執行啟停維護全方位工作。1.DCS的選型設計除錯1.1系統和控制器的配置要重點考慮可靠性和負荷率(包括冗餘度)指標。通訊負荷率必須控制在合理範圍內，控制器的負荷率儘可能均衡，避免“高負荷”問題的發生。1.2系統控制邏輯的分配，不宜過分集中在某個控制器上，主要控制器應採用冗餘配置。1.3電源設計必須合理可靠。注意電源設計的負荷率和電源的冗餘配置方式，保證兩路獨立電源。1.4注重DCS系統介面的可靠性，注意重要介面的介面方式和冗餘度。1.5 DCS系統接地按廠家要求執行，避免接地問題造成系統大面積故障。應注重考慮系統的抗干擾措施，I/O通道應強調隔離措施。重視電纜質量與遮蔽，重要訊號及控制使用計算機專用通訊遮蔽電纜。1.6根據裝置執行特點和各種工況下機組處理緊急故障的要求，配置操作員站和後備手操裝置。緊急停機停爐按鈕配置，應採用與DCS分開的單獨操作迴路。1.7對於保護系統，採用多重化訊號攝取法。合理使用閉鎖條件，使訊號迴路具有邏輯判斷能力。1.8除錯期間按照除錯大綱、辦法，對所有邏輯、迴路、工況進行測試，確保各引數設定正確合理。2.DCS執行、啟停維護2.1做好維護準備工作DCS系統的維護需做好以下準備工作：(1)維護人員應熟悉DCS系統結構和功能構成，瞭解系統裝置硬體知識，熟練掌握DCS組態軟體。(2)系統備份：包括作業系統、控制系統軟體、邏輯組態，確保資料完整和最新。優先採用光碟，使用行動硬碟、隨身碟等保證專盤專用。(3)硬體儲備:對易損、使用週期短的部件和關鍵部件作適量的備份，保證各型別卡件、模組備品不少於1個，並按照製造廠要求存放，如有條件應對備品進行校驗。(4)整理產品售後服務範圍、時間表，形成DCS廠家、設計除錯單位技術支援通訊錄。2.2日常維護系統的日常維護是DCS穩定執行的基礎，主要包括以下幾點：(1)根據25項反措要求、DL/T774檢修維護規程等檔案規定，完善DCS系統管理制度。(2)電子間封閉良好，保證溫溼度、空氣潔淨度符合製造廠規定。可將電子間的環境溫度訊號引入DCS監測。(3)每天檢查系統各機櫃風扇是否工作正常，風道有無阻塞。(4)保證系統供電電源質量且為兩路電源可靠供電，當任一電源失去即報警。(5)電子間禁止使用無線通訊工具，避免電磁場對系統的干擾，避免拉動或碰傷裝置連線電纜和通訊電纜等。(6)規範DCS系統軟體和應用軟體管理，軟體的修改、更新、升級必須履行審批授權及負責人制度。做好主機USB埠、光碟機等的封閉管理工作。(7)做好各控制迴路的PID引數、調節器正反作用等系統資料記錄工作。(8)檢查控制主機、顯示器、滑鼠、鍵盤等硬體是否完好，畫面是否正常。檢視故障診斷畫面，是否有故障提示。(9)DCS裝置包括DPU、人機介面站等上電應按照一定次序逐一進行，每臺裝置上電觀察正常後再進行下一裝置操作。(10)定期對DCS主系統及與主系統連線的所有相關係統的通訊負荷率進行線上測試。檢查冗餘主從裝置狀態，條件許可時或定期進行主從裝置切換。(11)對重要組態頁進行中文描述;編制試驗操作卡並保證隨時更新。規範DCS組態作業，執行中儘量不做重大組態修改。(12)定期逐臺重新啟動所有人機介面站一次(建議2、3個月左右)，以消除計算機長期執行的累計誤差。2.3停運維護機組檢修期間應對DCS系統應進行徹底的維護，主要包括:(1)利用機組檢修時間逐個復位DCS系統的DPU、CPU和操作員站及資料站;刪除組態中的無效I/O點，對組態進行最佳化。(2)系統冗餘測試:對冗餘電源、伺服器、控制器、通訊網路進行冗餘測試。注意系統各裝置停電時，主從裝置切換、網路、人機介面站是否正常;系統檢修重新上電後對各裝置進行切換測試。