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PO917YZ  Foxboro模塊

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FOXBORO-ECKARDT是歐洲大的閥門定位器生產(chǎn)商，在德國和法國有兩個生產(chǎn)中心，定位器*配套供應歐美數(shù)十家控制閥企業(yè)，產(chǎn)品范圍包括：智能閥門定位器，電氣閥門定位器，氣動閥門定位器，電氣轉(zhuǎn)換器，閥位變送器，閥位開關(guān)，過濾減壓器。2014年FOXBORO-ECKARDT被Schneider集團公司收購。

D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件子系統(tǒng)綜述

正如分散控制將過程控制帶入了工廠決策區(qū)一樣，I/A系列D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件（FBM）子系統(tǒng)使你能方便地分配過程輸入/輸出組件到工廠中的決策點。創(chuàng)新的設備包裝，以及用于組件通訊的集成使用的光纖或同軸電纜，允許對過程輸入/輸出點進行本地或遠程的分散控制。

D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件子系統(tǒng)由高性能的現(xiàn)場總線組件（FBMs），以及以下集成設計的支持元素組成：

• 10Mbps的以太網(wǎng)總線—可選冗余系列總線為FBMs和控制處理機之間的通訊提供安全，高速的媒介。
• 現(xiàn)場總線通訊組件（FCMs）--尺寸與FBMs相似，這些密集型組件提供FBMs與現(xiàn)場總線之間的通訊接口。
• 基板—它為FBMs和相關(guān)的FCMs的安裝提供堅實的基礎(chǔ)，允許各種遠程設備使用光纜安裝組態(tài)。
• 機柜—三種基本型為D型導軌安裝設備提供各級環(huán)保和設備裝配。

D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件為所有的模擬測量，數(shù)字傳感，以及模擬或離散控制提供支持。FBMs是堅固的，高性能分散過程輸入/輸出組件，設計用于全過程控制任務的。與I/A系列控制站相連工作，這些新的FBMs可用在連續(xù)的過程管理和控制，批量以及離散控制方案中。

D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件子系統(tǒng)的特點為：

• 高性能，高精度，快速更新
• 減少元件數(shù)量，超高可靠性和質(zhì)量
• 可選冗余
• 可用于惡劣環(huán)境
• 可用于本地或遠方輸入/輸出
• 電源分配安全
• 電氣隔離和可向現(xiàn)場設備供電

高性能，高精度，快速更新

D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件提供高分辨率，高精度及可重復的設計。模擬量輸入使用了Sigma-Delta快速集成轉(zhuǎn)換器，使讀數(shù)快達每25毫秒更新一次，適用于高速常規(guī)控制應用。模擬量輸入還采用了內(nèi)裝的可組態(tài)移動的平均濾波器，它有效地去除了過程噪音和電源線頻率干擾。

減少元件數(shù)量，超高可靠性和質(zhì)量

所有邏輯功能（輸入/輸出過程，通訊處理機，輸入/輸出特定邏輯和其他內(nèi)部連接邏輯功能）都集成到一個單一的應用集成電路（ASIC）。采用ASIC電路可以：

• 減少組件中元件數(shù)量
• 縮小組件尺寸
• 降低組件產(chǎn)生的熱量
• 降低組件成本
• 產(chǎn)生超高可靠性和質(zhì)量的組件

單個組件的可靠性大于0.999974。（假設組件安放在基板上，有冗余電源，故障修復時間（MTTR）2小時）。

可選冗余組件可靠性大于0.9999964。（假設組件安放在基板上，有冗余電源，故障修復時間（MTTR）2小時）。冗余的組件對，連同高度容錯，提供了很高的子系統(tǒng)有效工作時間。

可選冗余

D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件子系統(tǒng)是全部可選冗余，高度安全和有效工作。電源，現(xiàn)場總線，現(xiàn)場總線通訊組件和某些輸入/輸出組件類型都可選冗余。

堅固，創(chuàng)新的包裝

D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件包裝為插件結(jié)構(gòu)裝配。允許安裝在惡劣環(huán)境，每個組件有一個堅固，壓制的鋁外殼，無須打開通風孔，保護了電路。組件內(nèi)產(chǎn)生的熱量經(jīng)鋁散熱外殼被傳導出來。這樣對工廠環(huán)境造成的污染小，大大地延長了設備壽命。

標準的D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件子系統(tǒng)有以下產(chǎn)品安全證書：

• UL實驗室對普通和危險場合列出了美國（NRTL）和加拿大（UL-C）要求
• CENELEC（DEMKO）認證用于潛在的爆炸環(huán)境。

關(guān)于認證的進一步信息，請參閱PSS 21H-2W2 B3。

注：CE認證要求使用金屬機柜和FOXBORO的電力分配單元。

發(fā)光二極管（LEDs）在每個組件正面，提供現(xiàn)場總線功能的真實狀態(tài)指示。

這些新的小尺寸現(xiàn)場總線組件使機柜中有了廣大的空間，允許在臨近FBM的地方進行端子接線。

基板組件安裝

D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件安裝在一個特殊設計的基板上（見圖1）。提供兩種基板，水平和垂直，任何一種都可在機柜內(nèi)或外安裝固定非隔離的D型導軌上。（作為D型導軌交互式安裝，安裝板可用于在19英寸支架上水平安裝基板）。因此基板可安裝于小型配電柜或各種其他安裝組態(tài)。

每個基板上可安裝8塊FBMs，或FBMs與FCMs共8塊。FBMs與FCMs相連，可與I/A系列控制站進行通訊。

任一塊組件都可從基板上拿掉，無須移開或干擾外部現(xiàn)場設備接線端子或內(nèi)部電纜端子或連接。

圖1. D型導軌安裝式基板

現(xiàn)場輸入/輸出端子

現(xiàn)場輸入/輸出信號的連結(jié)由安裝在機柜內(nèi)部或外部的D型導軌上的接線端子完成。接線端子由長度為0.5米（1.7英尺）至30米（100英尺）的電纜連接到相關(guān)基板。電纜的長度允許接線端子能被安裝在與FBMs同一個機柜中，或另一單獨的機柜中。

模擬或離散輸入/輸出FBMs與特定接線端子一起使用能處理各種輸入/輸出信號。高壓應用時，離散輸入/輸出接線端子適用于120Vac,125Vdc或240Vac的組件。

機柜

機柜通過提供安裝選項以滿足應用需求，從而延伸了D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件的設計。目前，有三種金屬機柜可以提供。

• B03 機柜 – 立式，多可提供4塊垂直安裝的基板，用于安裝多32塊FBMs連FCMs。 B03有NEMA 4級，可安放在危險場合。
• B04機柜 -立式，多可提供4塊垂直安裝的基板，用于安裝多32塊FBMs連FCMs。B03有NEMA 12級，用于普通場合。
• B05機柜 – 墻上安裝，多可提供2塊水平安裝的基板，用于安裝多16塊FBMs連FCMs。它有2級環(huán)保，NEMA 4級或NEMA 4X級，允許用于各種場合：室內(nèi)，室外或百葉箱。

現(xiàn)場總線的通訊

現(xiàn)場總線組件與I/A系列控制站之間的通訊通過可選冗余的現(xiàn)場總線和現(xiàn)場總線通訊組件來實現(xiàn)?，F(xiàn)場總線是一單主分線系列數(shù)據(jù)通訊總線，它采用異步通訊協(xié)議并遵守以太網(wǎng)10Base2接口通訊總要求。

插入式現(xiàn)場總線通訊組件支持可能的緊急通訊標準。各種其他現(xiàn)場總線通訊組件類型（除了以太網(wǎng)）可支持其他標準。10Mbps的以太網(wǎng)被選為標準。將來，只要插入一塊新的通訊組件，如果需要再加上軟件，用戶就能容易地升級到其他通訊標準。

以太網(wǎng)是一高性能的通訊協(xié)議，設計用于可靠的通訊。D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件子系統(tǒng)采用主-從轉(zhuǎn)態(tài)過程技術(shù)，使以太網(wǎng)總線僅在回答請求時處于忙碌狀態(tài)。通過對單點，雙點和奇點數(shù)誤差提供*的保護，對猝發(fā)誤差提供高度保護，以太網(wǎng)總線達到了高度安全。另外，以太網(wǎng)總線不受現(xiàn)場總線組件失效的影響，任一組件失效不會導致冗余現(xiàn)場總線部分不能工作。

分散的本地/遠程安裝

創(chuàng)新的包裝設計允許D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件可被分散到接近過程，卻無須特殊環(huán)境條件或房間的地方。采用同軸電纜或與光纜結(jié)合使多重網(wǎng)絡組態(tài)成為可能。這就允許在一個或幾個安裝區(qū)域內(nèi)建立從小到大，各種規(guī)模的系統(tǒng)。

圖2和圖3顯示了2種基本網(wǎng)絡配置，直接型和活動星型，他們可用于D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件子系統(tǒng)。這兩種配置都提供可選的以太網(wǎng)總現(xiàn)場總線光纖延伸，允許FBMs遠離I/A系列控制站安裝。

圖2. D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件子系統(tǒng)，典型直接網(wǎng)絡配置

圖3. D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件子系統(tǒng)，典型活動星型網(wǎng)絡配置

直接型配置（圖2）可用于成組FBMs集中在本地區(qū)域，或成組FBMs遠離控制站。在活動星型網(wǎng)絡配置（圖3）中，多站點光纖轉(zhuǎn)換器（集線器）作為一個活動星元素，轉(zhuǎn)換10Base2的以太網(wǎng)信號為光纖信號，然后將其發(fā)送給中距離成組的FBMs。這種網(wǎng)絡配置允許FBMs分布在較廣的區(qū)域內(nèi)。

正如下面所討論的，在任一基本網(wǎng)絡配置（圖2或圖3）中，為了更大的網(wǎng)絡通用性，更大的總體電纜距離并增加通訊可靠性，光纜也可用于基板級。

基板執(zhí)行過程

FBMs和相關(guān)FCMs的基板安裝在D型導軌安裝設備的應用中提供了更大的通用性?；逄峁┝私M合組件的方便，可用同軸電纜，光纜或兩者相連來進行內(nèi)部連接。圖4和圖5顯示基板執(zhí)行配置。

圖4顯示基板執(zhí)行過程采用屏蔽雙絞線連接。這種配置用于基板安裝在相同區(qū)域（例如，在同一區(qū)域的幾個機柜）中。屏蔽雙絞線電纜（用于基板內(nèi)部連接）長度有0.25,1,3,5,10,20,30和60米的規(guī)格。

圖5顯示兩個或更多基板之間的電纜距離可用光纖延伸。這種配置允許一個或幾個基板可遠離其他基板安裝。3種FCM2F組件（FCM2F2，F(xiàn)CM2F4，F(xiàn)CM2F10）用于基板間3個不同的光纖電纜距離：2公里（1.24英里），4公里（2.48英里）或10公里（6.2英里）。FCM2F2和FCM2F4采用多模式，等級-索引光纜，F(xiàn)CM2F10采用單模式光纜。

圖4. 基板執(zhí)行舉例，采用屏蔽雙絞電纜連接

圖5. 基板執(zhí)行舉例，點到點采用FCM2F組件

電源分配安全性

對每個D型導軌安裝式現(xiàn)場總線機柜，用戶可選擇單個或冗余電源分配。單個電源分配組態(tài)由單個電源和單個電源分配到基板組成。

冗余電源分配配置由冗余電源和冗余電源分配到基板。當電源組件失效，回路仍需繼續(xù)工作時，這種配置提供了電源安全性。雙重電源分配網(wǎng)絡保護了任何單點電源失效，所有組件主電源失效和內(nèi)部短路。

停電后，組件軟件可被下載，保留到閃駐內(nèi)存用于瞬時重新啟動，無須后備電池。

電氣隔離和現(xiàn)場設備供電

電氣隔離和現(xiàn)場設備供電是個別FBM的功能。各種類型的FBM分別提供基本，通道隔離模擬量輸入輸出，差分模擬量輸入，通道隔離的數(shù)字量輸入輸出和組隔離數(shù)字量輸入。FBMs也提供必要的現(xiàn)場設備供電，如模擬變送器，電源壓力轉(zhuǎn)換器，接觸點傳感器和固態(tài)開關(guān)或繼電器。

三種級別隔離的FBMs特性如下所述：

• 通道隔離 – 每個通道與所有其他通道，地線和組件邏輯*隔離。對每個通道，隔離的輸入輸出用點隔離電源，裝入FBM。
• 差分隔離 – 每個通道有一個差分輸入允許通道間有電壓差存在而不會引起誤差。這些通道間不是*隔離，但與地線和組件邏輯*隔離。差分的組隔離輸入輸出用FBM子系統(tǒng)的電源對現(xiàn)場供電。
• 組隔離 – 輸入通道作為一個組與地線和組件邏輯電路隔離。組隔離輸入用FBM子系統(tǒng)的電源對現(xiàn)場電路供電。

現(xiàn)場總線組件

每個現(xiàn)場總線組件可組態(tài)用于操作現(xiàn)場傳感器和/或傳動機構(gòu)。這可通過執(zhí)行適當?shù)膽贸绦虿⑴c組態(tài)程序選項相連來實現(xiàn)?，F(xiàn)場總線組件和他們的執(zhí)行程序及軟件功能列于表1。同時也列出了FBMs相應的產(chǎn)品說明書（PSS）號。

表1. 現(xiàn)場總線組件

*輸入軟件功能是在每個組件的基礎(chǔ)執(zhí)行；輸出是在每個通道的基礎(chǔ)上執(zhí)行。

現(xiàn)場總線通訊組件

現(xiàn)場總線通訊組件用于連接表2中所列D型導軌安裝式現(xiàn)場總線組件。

冗余準備現(xiàn)場總線組件

冗余準備輸入/輸出接口組件（FBM205或FBM237）可用于單個組件或冗余組件組態(tài)。在任一組態(tài)中，組件是等效的。在冗余組態(tài)中，兩個單個組件（FBM205或FBM237）在相關(guān)基板上連接，現(xiàn)場輸出信號連接到一個共同的接線端子。一冗余控制塊控制輸出。

每個冗余現(xiàn)場總線組件設法單獨保持輸出在值，并報告它觀察到的輸入值。

校驗

模擬現(xiàn)場總線組件發(fā)運前在工廠校驗，無須現(xiàn)場校驗。另外，離散輸入/輸出現(xiàn)場總線組件無須現(xiàn)場調(diào)節(jié)。相應地，現(xiàn)場總線組件不包含本地（即組件-安裝）手動控制或跳閘。

表2. D型導軌安裝式現(xiàn)場總線通訊組件

其它品牌型號：