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控制系統(tǒng)設計是每個工控工程師必須掌握的基本技能，IO清冊也就是我們常說的點數(shù)統(tǒng)計是首先要做的工作。

一般控制系統(tǒng)點數(shù)通常由設計院統(tǒng)計提供，系統(tǒng)點數(shù)是儀表專業(yè)I/O點數(shù)、電氣專業(yè)I/O點數(shù)和控制系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的通訊點數(shù)總和。準確統(tǒng)計電氣和儀表I/O點數(shù)可避免電氣和儀表專業(yè)出現(xiàn)協(xié)調不一致的問題，準確的系統(tǒng)點數(shù)能為使用單位決策控制系統(tǒng)品牌和系統(tǒng)造價提供依據(jù)。

控制系統(tǒng)通常涉及熱工檢測、模擬量控制、順序控制和邏輯控制等自動化控制內容，點數(shù)是從AI模擬輸入點數(shù)、AO模擬輸出點數(shù)、DI開關量輸入點數(shù)、DO開關量輸出點數(shù)和控制系統(tǒng)與其他系統(tǒng)通訊點數(shù)五個方面統(tǒng)計結果得出。

1、自控系統(tǒng)AI輸入點數(shù)如何計算

AI指進入控制系統(tǒng)的模擬量輸入信號。從現(xiàn)場可以直接輸入系統(tǒng)的AI輸入信號有熱電偶（J、K、T、N、E、R、S和B分度號熱電偶）、熱電阻信號（Cu50、Cu100、Pt100和Pt50分度號）、標準電流信號（4-20mA、0-20mA）、標準電壓信號（1-5V、0-5V和0-10V）和脈沖信號；其他形式的信號如需送入系統(tǒng)，則要用信號隔離器、電流變送器、電壓變送器等信號轉換設備將該信號轉換為4-20mA或1-5V在送入DCS系統(tǒng)。

（1）熱電偶AI輸入點數(shù)統(tǒng)計

單支裝配式熱電偶或者單支鎧裝熱電偶按1個AI點計算；雙支裝配式熱電偶或者雙支鎧裝熱電偶需要在系統(tǒng)顯示同一測點的兩個傳感器溫度按2個AI點計算，只顯示該測點的一個溫度按1個AI點計算；單支多點熱電偶或多點熱電偶常用于監(jiān)測同一測點不同部位溫度，熱電偶有幾個測量點則計算幾個點熱電偶AI輸入。

（2）熱電阻AI輸入點數(shù)統(tǒng)計

熱電阻AI輸入點數(shù)統(tǒng)計方法和熱電偶AI輸入點數(shù)統(tǒng)計方法相同。

（3）標準電流、電壓AI輸入點統(tǒng)計

每一路送入系統(tǒng)的4-20mA、0-2mA、0-5V、1-5V或0-10V信號分別計算1個AI點，同時統(tǒng)計該輸入信號對應的量程范圍。二線制變送器（包括溫度變送器、壓力變送器、液位變送器、流量變送器等）因涉及DC24V供電，最好單獨統(tǒng)計AI點數(shù)，方便系統(tǒng)集成接線。

特別說明：在現(xiàn)場顯示的壓力表、雙金屬溫度計、玻璃轉子流量計等現(xiàn)場儀表不進入系統(tǒng)點數(shù)計算。

2、AO輸出點數(shù)如何計算

AO指控制系統(tǒng)發(fā)出的控制現(xiàn)場執(zhí)行設備的模擬量輸出信號。AO輸出一般有4-20mA、0-20mA、0-5V、1-5V和0-10V五種類型，4-20mA為最常用DCS系統(tǒng)AO輸出，AO輸出通常接入電動執(zhí)行機構、氣動執(zhí)行機構、變頻器、電力調整器和工業(yè)控制模塊等設備，通常每一個被控對象對應一路AO輸出，AO輸出點數(shù)與被控設備數(shù)量相同。

3、DI輸入點數(shù)如何計算

DI指進入控制系統(tǒng)的開關量輸入信號，DI輸入必須是無源觸點、TTL或CMOS電平信號，DI進入DCS系統(tǒng)或PLC后通常會接通DC24V或者DC48V查詢電壓。

儀表專業(yè)DI輸入通常來自現(xiàn)場電接點壓力表、電接點雙金屬溫度計、電接點水位計、液位開關、流量開關、火焰檢測、電接點水位計等儀表的報警觸點，每一個報警觸點接入系統(tǒng)時計算為一個點DI輸入。

4、DO輸出點數(shù)如何計算

DO指控制系統(tǒng)發(fā)出的控制現(xiàn)場設備的開關量輸出信號，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、電氣控制和多回轉電動執(zhí)行機構、接觸器等設備。

系統(tǒng)控制不同設備其所需要的DO輸出點數(shù)不同，以下是常見被控對象I/O點數(shù):

（1）開關型電動執(zhí)行機構：每臺執(zhí)行機構閥位反饋4-20mA計算AI輸入1點，閥門正轉/反轉控制計算DO輸出2個點，閥門開到位/閥門關到位信號計算DI輸入2個點 ，閥門開過力矩/關過力矩故障信號計算DI輸入2點。

（2）開關型多回轉電動執(zhí)行機構（AC380V電源）：每臺執(zhí)行機構閥位反饋4-20mA計算AI輸入1點（如無反饋信號則不計算該AI點數(shù)），閥門正轉/反轉控制計算DO輸出2個點，閥門開到位/閥門關到位（限位開關）計算DI輸入2個點，執(zhí)行器開過力矩/關過力矩故障信號計算DI輸入2點。

（3）調節(jié)型電動執(zhí)行機構：每臺執(zhí)行機構閥位反饋計算AI輸入1點，閥門控制信號計算AO輸出1個點，執(zhí)行器故障報警信號計算AI輸入1個點（故障報警常見于智能型電動執(zhí)行機構，如無故障報警信號則不計算AI點數(shù)）

（4）調節(jié)型多回轉電動執(zhí)行機構：每臺執(zhí)行機構閥位反饋計算AI輸入1點，執(zhí)行器4-20mA控制信號計算AO輸出1個點，ESD緊急控制信號計算DO輸出1個點（ESD緊急控制信號常見于智能型多回轉電動執(zhí)行機構，如無此功能則不計算該DO點數(shù)）,開過力矩/關過力矩報警信號計算DI輸入點數(shù)2點。

（5）變頻器：每臺變頻器頻率反饋計算AI輸入點數(shù)1點，頻率給定信號計算AO輸出1個點，運行/停止給定指令計算DO輸出1個點，變頻器故障報警計算DI輸入1個點，故障復位計算1個DO輸出1個點，變頻器運行狀態(tài)計算DI輸入1個點。

如果變頻器與通訊方式與DCS系統(tǒng)連接，則只需要計算1個通訊點，不需要計算其他點數(shù)。

（6）如系統(tǒng)外接電磁閥、指示燈、接觸器等設備，每個設備計算DO輸出1點（如多個設備共用一個控制信號，通常通過增加中間繼電器觸點方式完成，只需要計算1個DO輸出）。

5、電氣專業(yè)如何計算控制系統(tǒng)點數(shù)

（1）常規(guī)電氣控制的系統(tǒng)點數(shù)

最簡單的電機控制回路需要2個點DI輸入，1個點DO輸出。每個回路運行狀態(tài)（來自于接觸器輔助觸點）計算DI輸入1個點，啟動/停止控制信號（接接觸器線圈）計算DO輸出1個點，故障信號（來自熱繼電器或者電機保護器過載信號）計算DI輸入1個點。

電機回路如需要電流顯示和就地/遠傳控制，除計算2個DI、1個DO外，電流信號（來自電流變送器）計算AI輸入點數(shù)0-3個點（小功率電機通常不用監(jiān)測電流，則不計算該AI輸入點數(shù)；大功率三相電機有幾相電流需要送入DCS顯示就計算幾個AI輸入點，必須將每一路0-5A電流信號經電流變送器轉換為4-20mA信號送控制系統(tǒng)，最多3個點）；如電機需多地控制，則控制地點選擇開關計算1個DI輸入。

為便于大家理解，下圖是GGD電氣柜、現(xiàn)場操作箱和控制系統(tǒng)三地控制的電氣二次控制原理圖

電機控制二次回路功能說明：電氣柜、現(xiàn)場操作箱上的停止按鈕能在任何狀態(tài)下讓電機停止運行；控制地點選擇開關可以選擇“本柜控制”、“現(xiàn)場控制”和“自動化控制”，選擇開關對應位置的啟動按鈕能啟動電機；選擇開關在“自動控制”時，在系統(tǒng)上才能進行電機啟動/停止操作。

電氣元件說明：二次原理圖中1SS為電氣柜上的停止按鈕，1SS1為現(xiàn)場操作箱上的停止按鈕；1SB為電氣柜上的啟動按鈕，1SB1為現(xiàn)場操作箱上的啟動按鈕；DO為系統(tǒng)啟動/停止控制輸出觸點；1HR5為電源指示燈；1HR為電氣柜上的運行指示燈，1HR1為現(xiàn)場操作箱上的運行指示燈；1HG為電氣柜上的停止指示燈，1HR1為現(xiàn)場操作箱上的停止指示燈；1KK為操作地切換開關；1KH為熱繼電器；1KM為接觸器；1KA為中間繼電器；1FU為二次回路保險。

（2）降壓啟動電氣控制的系統(tǒng)點數(shù)

每個降壓啟動回路電機全壓運行狀態(tài)信號（來自于主接觸器1KM1輔助觸點）計算DI輸入1個點，系統(tǒng)啟動/停止控制信號（接接觸器線圈）計算DO輸出1個點，電氣故障信號（來自熱繼電器或者電機保護器過載信號）計算DI輸入1個點，電機電流信號（來自三相電流變送器）計算AI輸入點數(shù)3個點（電機A、B、C相電流變送器）；如電機需多地控制，則控制地點選擇開關狀態(tài)（選擇自動化控制時）計算DI輸入1個點。

為便于大家理解，下圖是某電氣柜、現(xiàn)場操作箱和控制系統(tǒng)三地控制的降壓啟動二次回路控制原理圖

（3）變頻器控制的系統(tǒng)點數(shù)

每個變頻器運行狀態(tài)信號（來自于中間繼電器觸點）計算DI輸入1個點，DCS系統(tǒng)啟動/停止控制信號（接中間繼電器線圈）計算DO輸出1個點， 變頻故障信號（來自變頻器）計算DI輸入1個點，故障復位計算DO輸出1個點，變頻頻率反饋信號計算AI輸入點數(shù)1個點；變頻頻率給定信號計算AO輸出1個點。

（4）電機正反轉控制的系統(tǒng)點數(shù)

電機正轉運行狀態(tài)/反轉運行狀態(tài)（來自接觸器輔助觸點）計算D1輸入2個點，正轉故障/反轉故障信號（來自熱繼電器）計算DI輸入2個點，正轉控制/反轉控制（接接觸器線圈）計算DO輸 出2點，電機電流反饋信號最多計算AI輸入3個點（無電流反饋不計算該點）。

通過以上控制系統(tǒng)點數(shù)計算方法可以迅速統(tǒng)計出實際需要的系統(tǒng)硬件點數(shù)，系統(tǒng)實際配置還需要考慮系統(tǒng)冗余，通常按照用戶實際需要的系統(tǒng)I/O點數(shù)增加20%冗余。

審核編輯：湯梓紅