DCS控制系统的实现SAMA图详解

利用DCS的过热汽温系统控制系统设计一、集散控制系统分析集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散控制系统。

自70年代中期第一套集散控制系统问世以来，集散控制系统己经在工业控制领域得到广泛的应用，越来越多的仪表和控制工程师已经认识到集散控制系统必将成为过程工业自动控制的主流。

集散控制系统的主要特性是它的集中管理和分散控制，而且，随着计算机技术的发展，网络技术己经使集散控制系统不仅主要用于分散控制，而且向着集成管理的方向发展。

系统的开放不仅使不同制造厂商的集散控制系统产品可以互相连接，而且使得它们可以方便地进行数据交换。

DCS集散式温度控制系统图二、DCS系统主要技术指标调研（1）操作员站及工程师站：CPU PⅢ850以上内存128M以上硬盘40G以上软驱 1.44M以太网卡INTEL 100M×2块加密锁组态王加密锁鼠标轨迹球键盘工业薄膜键盘显示器21寸显示器分辨率1280×1024过程控制站：CPU PⅢ850以上内存128M以上硬盘40G以上电子盘8M以上软驱 1.44M以太网卡INTEL 100M×1块串行通讯卡485卡×1块（可选）（2）I/O站技术指标1）EF4000网络EF-4000网络是多主站、双冗余高速网络，通信波特率为312.5K和1.25M可编程；EF4000网络配合EF4000系列测控站（前端），可以完成工业现场各类信号的采集、处理和各类现场对象的控制任务。

EF4000网络的主要技术指标如下：挂网主站数≤31挂网模块数≤100（不带网络中继器），最多240通讯速率 1.25MBPS和312.5KBPS可编程基本传输距离 1.2MBPS时≥500m，312.5KBPS时≥1600m允许中继级数≤4级双网冗余具备两个通信口互为冗余的功能网络通讯方式半双工同步传输介质聚乙稀双绞线网络隔离度≥500Vrms通信物理层全隔离、全浮空、平衡差动传输方式有效传输字节不小于34K字节/S（1.25MBPS通讯速率）2）通讯网卡主要技术参数型号EF-4000网络─ EF4001安装方式计算机PC总线扩展插槽插卡安装尺寸160×75mm宿主计算机具有AT插槽的IBM-PC及其兼容机I/O地址硬件任选100、120、140、160、180、1A0、1C0七种中断向量软件任意设定IRQ3、5、7、10、11、12、15或不使用耗电不大于1W工作方式连续可靠性指标MTBF80000Hr运行环境温度0～60C°，相对湿度≤80%3）模拟量输入前端模块型号EF4101输入通道数16路通道隔离电压400V（峰—峰值）网络隔离度≥500Vrms通道采样时间80mSA/D分辨率17位测量精度〈0.2%被测信号类型T/C、RTD、mV、mA4）模拟量输出前端模块型号EF4601输出通道数6路（全隔离）通道隔离电压500V网络隔离度≥500Vrms电压输出范围-10V ~ +10V电流输出范围0 ~ 20 mA控制精度0.2级5）数字量输入前端模块型号EF4201输入通道数28路通道隔离电压350V网络隔离度≥500Vrms计数速率≤500次/秒（低频通道）计数速率≤8000次/秒（高频通道）事件分辨率1mS（低频通道）计数长度24位（三字节）测频范围0 Hz ~ 8000 Hz（高频通道）6）数字量输出前端模块型号EF4203输出通道数16路（EF4203）通道隔离电压350V网络隔离度≥500Vrms结点开关电流≤100 mA结点开关电压≤350 V结点隔离电压≤350 V结点闭合时间≤0.6 mS结点断开时间≤0.15 ms7）执行器脉冲控制单元输出结点电压≤380 V输出结点电流≤5A系统网络采用国际上通用的Ethernet 网，通信速率为100Mbps，遵循IEEE 802.3协议。

第五章SAMA图“ Scie ntific Apparatus Makers Associati on ”翻译为中文是美国科学仪器制造协会，英文缩写为SAMA SAMA S是美国科学仪器制造协会颁布的图例，是目前世界上广泛使用的控制工程图例之一。

SAMA S是包括所有控制仪表的控制系统结构图，SAMAS例易于理解，能清楚地表示系统功能，它反映控制系统的全部控制功能和信号处理功能，也反应设计者的设计思想。

在设计火电厂的热工控制系统时，首先要根据控制过程的要求，按照SAMAS例绘制过程控制系统的SAM A S，然后根据该SAMA B, 再进行DCS组态图的设计。

SAMA0是特别重要的一类工程图。

目前虽然有一定的标准图例，但各仪表公司在工程设计中还是有自己的一些特殊图形符号。

本章将讨论我国常用的控制系统SAMA0，并介绍二个热工控制系统SAM图。

第一节SAMA S例SAMA图例的特点是流程比较清楚，特别是对复杂回路画起来和读起来都较容易。

SAM S的输入输出关系及流程方向与DCS空制组态图比较接近，各控制算法都有比较明确的标志，国际上各大的仪表公司多采用SAM图设计控制工程。

虽然各公司的SAMA S例有些区别，但SAMA0的许多符号是通用的。

常用的SAMA0例有四种，分别表示的含意如下：⑴O表示测量或信号读出功能。

一般用来表示从现场传感器或变送器读出信息。

⑵口表示自动信号处理。

一般用来表示控制站（柜）中仪表（或算法模块）的功能。

⑶◊表示手动信号处理。

一般用来表示在操作站（器）的功能。

（4） _表示执行机构。

一般用来表示安装在现场的电动、气动和 液动等执行器。

用SAM/图例表达控制系统工作原理时，常将一些符号画在一起， 表示一个具体的模块（仪表）具有哪些功能，这样在SAMAS 又清楚地表达了使用多少功能模块。

常见 SAMAS 例按功能进行分类，如表 5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6 所示。

第五章 SAMA图“Scientific Apparatus Makers Association ”翻译为中文是美国科学仪器制造协会，英文缩写为SAMA。

SAMA图是美国科学仪器制造协会颁布的图例，是目前世界上广泛使用的控制工程图例之一。

SAMA图是包括所有控制仪表的控制系统结构图，SAMA图例易于理解，能清楚地表示系统功能，它反映控制系统的全部控制功能和信号处理功能，也反应设计者的设计思想。

在设计火电厂的热工控制系统时，首先要根据控制过程的要求，按照SAMA图例绘制过程控制系统的SAMA图，然后根据该SAMA图，再进行DCSSAMA图是特别重要的一类工程图。

目前虽然有一定的标准图例，但各仪表公司在工程设计中还是有自己的一些特殊图形符号。

本章将讨论我国常用的控制系统SAMA图，并介绍二个热工控制系统SAMA图。

第一节 SAMA图例SAMA图例的特点是流程比较清楚，特别是对复杂回路画起来和读起来都较容易。

SAMA图的输入输出关系及流程方向与DCS控制组态图比较接近，各控制算法都有比较明确的标志，国际上各大的仪表公司多采用SAMA图设计控制工程。

虽然各公司的SAMA图例有些区别，但SAMA图的许多符号是通用的。

常用的SAMA图例有四种，分别表示的含意如下：⑴○表示测量或信号读出功能。

一般用来表示从现场传感器或变送器读出信息。

⑵表示自动信号处理。

一般用来表示控制站（柜）中仪表（或⑶ ◇ 表示手动信号处理。

一般用来表示在操作站（器）的功能。

表示执行机构。

一般用来表示安装在现场的电动、气动和液动等执行器。

用SAMA 图例表达控制系统工作原理时，常将一些符号画在一起，表示一个具体的模块（仪表）具有哪些功能，这样在SAMA 图又清楚地表达了使用多少功能模块。

常见SAMA 图例按功能进行分类，如表5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6所示。

表5-7 连接及信号线符号第二节 SAMA图应用举例一、单冲量控制系统的SAMA图火电厂中单冲量调节系统有除氧器水位、凝汽器水位、轴封压力控制、二抽母管压力控制、冷凝器压力控制、高加水位控制、轴封漏汽压力控制、低加水位控制、汽封水位控制、稳压箱水位控制、连排扩容水位控制、工业水箱水位控制、吹灰给水控制控制、暖风器水位控制、暖风供汽压力控制、连续排污控制和磨热风控制等。

SAM/图例为美国科学仪器制造协会(scie ntific即paratus maker's associati on )图例，这套图例易于理解，能清楚地表示控制系统功能和原理, 它广泛应用于电厂热控系统工程设计中。

SAMA功能图例外形分四类，每一种形状都有明确的含义A.代表测量或显示功能B.代表信号自动处理功能C.O手动信号处理功能D.——执行机构(1)输入转换A. 气一电转换将气压信号转换成直流电压信号SAMA符号：ZB. 脉冲一电压转换将脉冲频率信号转换成直流电压信号SAMA符号：®C. 电流一电压转换将直流电流信号转换成直流电压信号SAMA符号：D. 热电阻一电压转换将热电阻值信号转换成直流电压信号SAMA符号：艮wE. 热电偶一电压转换将热电偶毫伏信号转换成直流电压信号SAMA符号：(2)输出转换A.电压一电流转换将直流电压信号转换成直流电流信号SAMA符号:B.电压一触点转换将逻辑电平的高低电压信号转换成诸如继电器触点等的开关信号SAMA 符号：』(3) 信号处理A.绝对值高报警当输入信号超过高限值，发出报警逻辑信号SAMA 符 号:E. 绝对值低报警当输入信号低于低限值，发出报警逻辑信号SAMA 符 号:C. 偏差值报警偏差值报警功能块有一个输入信号和一个给定信号，并可设定二个报警 值，分别对应二个输出逻辑量。

可选择正偏差或负偏差报警，当输入信号和给定 信号的差值超过正偏差限或给定信号和输入信号的差值超过负偏差限时， 相应地 输出逻辑信号。

本功能能一对一信号进行双重正偏差或负偏差报警，或同时进行 正、负偏差报警D. 差值报警差值报警功能块有一个输入信号和一个给定信号，并可设定二个报警限 值，分别对应二个输出逻辑量。

可选择高差值报警或低差值报警。

当输入信号和 给定信号的差值超过高差值限或小于低差值限时相应地输出逻辑信号。

本功能能 对一对信号进行高差值或低差值报警、或同时进行高、低差值报警。

SAMA图例为美国科学仪器制造协会（scientific apparatus maker`s association）图例，这套图例易于理解，能清楚地表示控制系统功能和原理，它广泛应用于电厂热控系统工程设计中。

SAMA功能图例外形分四类，每一种形状都有明确的含义Ａ．代表测量或显示功能Ｂ．代表信号自动处理功能Ｃ．手动信号处理功能Ｄ．执行机构（1）输入转换Ａ．气—电转换将气压信号转换成直流电压信号SAMA符号：Ｂ．脉冲—电压转换将脉冲频率信号转换成直流电压信号SAMA符号：Ｃ．电流—电压转换将直流电流信号转换成直流电压信号SAMA符号：Ｄ．热电阻—电压转换将热电阻值信号转换成直流电压信号SAMA符号：E．热电偶—电压转换将热电偶毫伏信号转换成直流电压信号SAMA符号：（２）输出转换Ａ．电压—电流转换将直流电压信号转换成直流电流信号SAMA符号：Ｂ．电压—触点转换将逻辑电平的高低电压信号转换成诸如继电器触点等的开关信号SAMA符号：（３）信号处理Ａ．绝对值高报警当输入信号超过高限值，发出报警逻辑信号SAMA符号：Ｂ．绝对值低报警当输入信号低于低限值，发出报警逻辑信号SAMA符号：Ｃ．偏差值报警偏差值报警功能块有一个输入信号和一个给定信号，并可设定二个报警值，分别对应二个输出逻辑量。

可选择正偏差或负偏差报警，当输入信号和给定信号的差值超过正偏差限或给定信号和输入信号的差值超过负偏差限时，相应地输出逻辑信号。

本功能能一对一信号进行双重正偏差或负偏差报警，或同时进行正、负偏差报警。

SAMA符号：Ｄ．差值报警差值报警功能块有一个输入信号和一个给定信号，并可设定二个报警限值，分别对应二个输出逻辑量。

可选择高差值报警或低差值报警。

当输入信号和给定信号的差值超过高差值限或小于低差值限时相应地输出逻辑信号。

本功能能对一对信号进行高差值或低差值报警、或同时进行高、低差值报警。

SAMA符号：Ｅ．速率报警该功能块有一个输入信号和一个速率限值设定，当输入信号变化的速率超过预先设定的速率时，则输出一个状态信号作为报警。

第五章SAMA 图“Scientific Apparatus Makers Association ”翻译为中文是美国科学仪器制造协会，英文缩写为 SAMA。

SAMA 图是美国科学仪器制造协会颁布的图例，是目前世界上广泛使用的控制工程图例之一。

SAMA 图是包括所有控制仪表的控制系统结构图，SAMA 图例易于理解，能清楚地表示系统功能，它反映控制系统的全部控制功能和信号处理功能，也反应设计者的设计思想。

在设计火电厂的热工控制系统时，首先要根据控制过程的要求，按照 SAMA 图例绘制过程控制系统的 SAMA 图，然后根据该 SAMA 图，再进行DCS 组态图的设计。

SAMA图是特别重要的一类工程图。

目前虽然有一定的标准图例，但各仪表公司在工程设计中还是有自己的一些特殊图形符号。

本章将讨论我国常用的控制系统SAMA图，并介绍二个热工控制系统SAMA图。

第一节SAMA图例SAMA图例的特点是流程比较清楚，特别是对复杂回路画起来和读起来都较容易。

SAMA图的输入输出关系及流程方向与DCS控制组态图比较接近，各控制算法都有比较明确的标志，国际上各大的仪表公司多采用SAMA图设计控制工程。

虽然各公司的 SAMA图例有些区别，但 SAMA图的许多符号是通用的。

常用的SAMA图例有四种，分别表示的含意如下：⑴ ○ 表示测量或信号读出功能。

一般用来表示从现场传感器或变送器读出信息。

⑵表示自动信号处理。

一般用来表示控制站（柜）中仪表（或算法模块）的功能。

⑶ ◇ 表示手动信号处理。

一般用来表示在操作站（器）的功能。

⑷表示执行机构。

一般用来表示安装在现场的电动、气动和液动等执行器。

用 SAMA 图例表达控制系统工作原理时，常将一些符号画在一起，表示一个具体的模块（仪表）具有哪些功能，这样在 SAMA 图又清楚地表达了使用多少功能模块。

常见 SAMA 图例按功能进行分类， 如表 5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6 所示。