自動化控制中的設備測點的所謂硬接線、通訊兩種聯繫方式有什麼區別?

我們是做垃圾焚燒發電廠設計的,其中需要給自控提資。會遇到測點和控制的問題,因為不懂所以有時候很糾結。
比如:有一類設備,如鍋爐上的測點,只預留了介面,遠傳開關量或者模擬量,我理解就是我們整理後發給自控,他們會把所有測點經過變送連接到他們dcs的柜子上。
而還有一類,如汽水取樣的設備。就複雜一些,它也有測點,一部分也是開關量和模擬量都有,還有電控櫃,通過所謂的硬接線連接到dcs。這種做法是不是類似於接個匯流排然後彙集起來接到dcs? 可自控有明確說不是這樣,這樣的應該是通訊。
此外,電控櫃又和它們是什麼關係?好多熱控的人一定要我們明確是廠家否電控櫃成套,但有時候還是要求我們提設備上的測點或報警值,有時候則說不需要。還是搞不太懂。
我搞得有點混亂,請相關人士點撥下,謝謝!


我明白題主的困惑在哪裡,我在設計院做自控,經常有工藝人員問我類似問題。所謂硬線還是通訊的問題,一般都會指第三方廠家成套的自控設備與主控系統的數據交換方式。
舉個栗子:鍋爐系統有一套主控DCS,而鍋爐除塵器廠家自帶了一套自己的控制系統。鍋爐主控需要與除塵器的控制系統進行數據交換或者說連鎖控制。這時就有兩種方式來實現。
一種是所謂硬線方式:除塵器控制系統將需要傳送給鍋爐主控的數據放在DO和AO中,以普通電纜方式接到鍋爐主控DCS的DI和AI中;反過來就是將鍋爐主控的數據傳送給除塵器控制系統。這種方式的好處是不需要懂通訊知識,不需要通訊模塊,不同品牌的控制系統也能簡單方便實現地數據交換。缺點是佔用板卡通道,一般只用於小數據量交換,如關鍵連鎖中。
另一種就是通訊方式了,比如常見的乙太網通訊,鍋爐主控和除塵器控制系統都需要有乙太網模塊。然後以一根網線或者光纖連接起來。優點是數據通訊量大,通訊距離遠(用光纖),修改追加數據方便。缺點是兩端都需要通訊模塊,需要懂得一點通訊編程。


回答題主評論中的提問:

「那接到電控箱端子的意見何在,為什麼不直接接在DCS上?」 有就地控制的電控箱(控制電機、泵等)可能會需要部分熱控測點或閥門狀態進行就地聯鎖、狀態顯示,作為當遠控故障時可進行應急就地操作的後備手段。沒有就地控制的電控箱(汽水取樣之類的),單獨做一個接線箱也有其意義。如果分屬設備比較多,像汽水取樣裝置或者工業電視系統,不是一般會幾個分屬設備就近集中布置一個電控箱嗎,這樣電源、信號電纜放一根到電控箱再分散到設備,這樣施工難度、成本方面都會有所降低。還是拿汽水取樣做例子,比如汽水取樣架子上有四個電導率表,如果沒有電控箱,直接放電纜到設備,那樣需要開列四根信號電纜(比如屏蔽的1*2*1.0)和四根電源電纜(比如2*1.5),但是如果有電控箱就做信號中轉和電源分配,那就開列一根4*2*1.0的屏蔽信號電纜和一根8*.1.5的電源電纜就得了,電控箱往設備分都算廠供材,施工單位、甲方、設計都省事。(以上純屬個人觀點)

"那如果是先接在PLC上,再用硬接線接到DCS上,是不是就只需要接一根線就可以了。不需要考慮在設備端的測點的數量?" 硬接線一般都是一個信號一對線(排除使用公共端的情況),需要考慮設備端測點數量,通訊方式一般是就一根線,根據協議之類的一般不需要考慮設備端測點數量,但是不建議通訊方式用於聯鎖保護及設備控制。

"提資缺測點就是,我們把設備廠家的測點會返給我們自控專業的,這其中涉及廠家水平有限或者我們內部問題,可能測點提的不全,比如漏了一個測溫或者測壓的,會不會有問題? " 漏幾個測點會不會有問題主要看工藝需求。比如說小電機的電流或者加藥管子的壓力之類的,沒有就沒有吧,但是重要測點比如說鍋爐給水流量,可能是三個測點或者兩個冗餘測點,一個都不能少,少了就違反規程反措或者甲方用起來很難受。另外對於設計階段,只要不違反規程,隨著施工階段再根據現場需求走設計變更增加就是了,不違反原則沒什麼大事。

--------------------------------------------------原回答----------------------------------------------------------

被題主的表達搞得有點混亂~

硬接線方式通常是指4-20mA或0-5V模擬量AI、熱電偶TC、熱電阻RTD、開關量DI等測點通過電纜或補償導線直接接入DCS或PLC的IO採集卡件,一般一個IO通道(一對線纜)對應一個測點。

通訊方式通常指測點通過OPC、MODBUS等協議使用網線或通訊電纜接入DCS或PLC的通訊卡,一般一個卡件介面可以傳輸一堆測點。

「比如:有一類設備,如鍋爐上的測點,只預留了介面,遠傳開關量或者模擬量,我理解就是我們整理後發給自控,他們會把所有測點經過變送連接到他們dcs的柜子上。」這一塊理解沒錯,設計方提資整理得出IO清單,發給DCS或PLC的自控方由他們排對應DCS卡件通道的IO清單,再回設計方編製線纜聯繫表。

「而還有一類,如汽水取樣的設備。就複雜一些,它也有測點,一部分也是開關量和模擬量都有,還有電控櫃,通過所謂的硬接線連接到dcs。這種做法是不是類似於接個匯流排然後彙集起來接到dcs? 可自控有明確說不是這樣,這樣的應該是通訊。」硬接線不是接個匯流排彙集到DCS,是一個測點對應一個DCS的IO通道,設備接匯流排通過PROFIBUS協議方式接入DCS系統一般也算通訊連接方式。汽水取樣設備一般測點也不會特別多,加通訊卡使用通訊方式一般不會比使用硬接線方式傳輸成本低,所以只要不是現場匯流排的DCS,對於測點數量不是太多的現場終端用硬接線就挺好。

「此外,電控櫃又和它們是什麼關係?好多熱控的人一定要我們明確是廠家否電控櫃成套,但有時候還是要求我們提設備上的測點或報警值,有時候則說不需要。還是搞不太懂。」搞不懂這句想表達什麼。比如汽水取樣設備,一般一個汽水取樣櫃帶一堆化學儀錶,化學儀錶的電源、信號等都集中到汽水取樣盤的電控箱端子排上,這種一般都是汽水取樣設備成套供電控箱和化學儀錶,化學儀錶和電控箱之間的電纜及接線圖廠供,設計方只需要把這部分圖紙附到你們的設計圖裡並開列電控箱到DCS的IO清冊和線纜聯繫表即可;而有些設備沒有就地電控箱,設計方需要開列由就地設備測點直接接入DCS系統的IO清冊和線纜聯繫表。不知道題主是不是這個地方搞不太清楚,先這樣吧。


除了AI/AO,DI/DO還有一種大家可能接觸的不太多:PWM/PTO方式,即脈寬調製輸入輸出和脈衝串輸入輸出。其中PWM可以通過濾波方式轉換成AI/AQ一種很基本的DAC。還有幾種就是編碼信號了,比如TTL/HTL其中TTL可以很方便的變成RS422的電氣介面,只要內置一塊串口晶元。事實上,很多硬連接通過協議也可以方便的變成通訊介面,編程能力足夠強,普通IO(開關頻率高一些比如2Khz)也能變通訊介面哦,至於帶的站點數是多少,就取決於IO的負載能力了。所以,題主說的真要說區別,我覺得就是數據採集方式的區別,」硬接線「更接近於集中控制/採集,通訊方式嘛,分散式控制/採集。到底哪一種更優秀更方便沒有定論,完全根據現場需求。個人認為在速率上、可維護性上,硬接線有優勢。


@Xiaoc @易兮 的答案都在點上,能解釋題主的疑惑,還有兩個提到硬接線和通訊的穩定性的,可以作為補充。
張老師 @Patrick Zhang 寫的這些,很有教科書或者國外產品使用手冊的風格,題主如果真能把這些理解透,倒是也能解決大部分疑惑,可張老師確實沒有認真審題答題。
另外張老師對DCS、SCADA的概念還是不清晰,把電力行業的說法套到一切行業去,作為電氣行業資深人士,這錯誤不該犯。

閑著沒事補了一張圖,可能看的更清楚點。

第一種單測點設備儀錶正如題主自己所說,儀錶端提供個接點就行了,剩下的工作控制專業來做。

第二種的複雜點,通常是做複雜設備的廠家提供一個小控制箱,一般可以實現現場控制設備運行(脫離主控DCS)並且顯示現場狀態。
前提就是廠家的小控制箱已經把複雜設備的相關測點都採集了,所以DCS只需要從小控制箱採集信號即可。
採集信號可以有兩種方式,一個是匯流排通訊,一個是仍採用硬線。
採用硬線就需要明確一下需要採集哪些數據或者變數,因為這涉及到控制電纜的選型和數量。
採用匯流排通訊就不用考慮那麼多,兩邊把通訊埠準備好就行了。

匯流排的穩定性比硬接線稍差點,不過以現在的技術發展來看,也差不到哪去,一般也不用太考慮。

應該說清楚了吧……


我在一家火電廠工作,崗位就是控制和儀錶。我們這裡凡是參與調節或者保護的信號都是硬接線,只是顯示或報警的就可以走通信。因為,現在通信的可靠性還是趕不上硬接線,但是硬接線建設成本高啊。感覺題主新手一枚,有問題私信問吧


硬接線傳輸的是模擬量和開關量信號,優點是可靠,缺點是信號線數量多。而通訊線傳輸的是匯流排信號或網路信號,優點是節約電纜,缺點是可靠性不如前者。


理解下輸入輸出這個概念吧。DCS系統有個點數這個概念,這個點包括AO AI DO DI RTD等等,這些都是通過硬接線的。如果某個就地系統有PLC,那一般會配個就地控制櫃,就地控制櫃跟DCS之間的聯繫,會通過硬接線和通訊兩種方式。一般重要的控制信號,可能會要求走硬接線,如果只是監控,一般走通訊即可。


有沒有關於硬接線和plc 兩方面的書籍?大家介紹下。


題主的字真好看~!!


都是電信號,硬接線使用高低電平或者模擬量來傳輸信號,這樣可靠性高,但是硬體繁瑣功能簡單。
而通訊是通過一些特定的通訊協議,硬體相對簡單,比如Modbus通訊一般用485串口只要兩根信號線就能進行數據交流,可靠性也很高,傳輸速度也快,這也是將會一種趨勢。
這是本人觀點,本人對這方面了解也短淺,希望能夠拋磚引玉。


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