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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(guó)和法國(guó)有兩個(gè)生產(chǎn)中心，定位器*配套供應(yīng)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(dòng)閥門定位器，電氣轉(zhuǎn)換器，閥位變送器，閥位開(kāi)關(guān)，過(guò)濾減壓器。2014年FOXBORO-ECKARDT被Schneider集團(tuán)公司收購(gòu)。

D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件子系統(tǒng)綜述

正如分散控制將過(guò)程控制帶入了工廠決策區(qū)一樣，I/A系列D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件（FBM）子系統(tǒng)使你能方便地分配過(guò)程輸入/輸出組件到工廠中的決策點(diǎn)。創(chuàng)新的設(shè)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(duì)過(guò)程輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的分散控制。

D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件子系統(tǒng)由高性能的現(xiàn)場(chǎng)總線組件（FBMs），以及以下集成設(shè)計(jì)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(jī)之間的通訊提供安全，高速的媒介。

• 現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，允許各種遠(yuǎn)程設(shè)備使用光纜安裝組態(tài)。

• 機(jī)柜—三種基本型為D型導(dǎo)軌安裝設(shè)備提供各級(jí)環(huán)保和設(shè)備裝配。

D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件為所有的模擬測(cè)量，數(shù)字傳感，以及模擬或離散控制提供支持。FBMs是堅(jiān)固的，高性能分散過(guò)程輸入/輸出組件，設(shè)計(jì)用于全過(guò)程控制任務(wù)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(guò)程管理和控制，批量以及離散控制方案中。

D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件子系統(tǒng)的特點(diǎn)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(yuǎn)方輸入/輸出

• 電源分配安全

• 電氣隔離和可向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電

高性能，高精度，快速更新

D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件提供高分辨率，高精度及可重復(fù)的設(shè)計(jì)。模擬量輸入使用了Sigma-Delta快速集成轉(zhuǎn)換器，使讀數(shù)快達(dá)每25毫秒更新一次，適用于高速常規(guī)控制應(yīng)用。模擬量輸入還采用了內(nèi)裝的可組態(tài)移動(dòng)的平均濾波器，它有效地去除了過(guò)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(guò)程，通訊處理機(jī)，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(gè)單一的應(yīng)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(gè)組件的可靠性大于0.999974。（假設(shè)組件安放在基板上，有冗余電源，故障修復(fù)時(shí)間（MTTR）2小時(shí)）。

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

可選冗余

D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線，現(xiàn)場(chǎng)總線通訊組件和某些輸入/輸出組件類型都可選冗余。

堅(jiān)固，創(chuàng)新的包裝

D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)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(gè)組件有一個(gè)堅(jiān)固，壓制的鋁外殼，無(wú)須打開(kāi)通風(fēng)孔，保護(hù)了電路。組件內(nèi)產(chǎn)生的熱量經(jīng)鋁散熱外殼被傳導(dǎo)出來(lái)。這樣對(duì)工廠環(huán)境造成的污染小，大大地延長(zhǎng)了設(shè)備壽命。

標(biāo)準(zhǔn)的D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件子系統(tǒng)有以下產(chǎn)品安全證書(shū)：

• UL實(shí)驗(yàn)室對(duì)普通和危險(xiǎn)場(chǎng)合列出了美國(guó)（NRTL）和加拿大（UL-C）要求

• CENELEC（DEMKO）認(rèn)證用于潛在的爆炸環(huán)境。

關(guān)于認(rèn)證的進(jìn)一步信息，請(qǐng)參閱PSS 21H-2W2 B3。

注：CE認(rèn)證要求使用金屬機(jī)柜和FOXBORO的電力分配單元。

發(fā)光二極管（LEDs）在每個(gè)組件正面，提供現(xiàn)場(chǎng)總線功能的真實(shí)狀態(tài)指示。

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

基板組件安裝

D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件安裝在一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的基板上（見(jiàn)圖1）。提供兩種基板，水平和垂直，任何一種都可在機(jī)柜內(nèi)或外安裝固定非隔離的D型導(dǎo)軌上。（作為D型導(dǎo)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(gè)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(jìn)行通訊。

任一塊組件都可從基板上拿掉，無(wú)須移開(kāi)或干擾外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接線端子或內(nèi)部電纜端子或連接。

圖1. D型導(dǎo)軌安裝式基板

現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出端子

現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出信號(hào)的連結(jié)由安裝在機(jī)柜內(nèi)部或外部的D型導(dǎo)軌上的接線端子完成。接線端子由長(zhǎng)度為0.5（1.7英尺）至30（100英尺）的電纜連接到相關(guān)基板。電纜的長(zhǎng)度允許接線端子能被安裝在與FBMs同一個(gè)機(jī)柜中，或另一單獨(dú)的機(jī)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(hào)。高壓應(yīng)用時(shí)，離散輸入/輸出接線端子適用于120Vac,125Vdc或240Vac的組件。

機(jī)柜

機(jī)柜通過(guò)提供安裝選項(xiàng)以滿足應(yīng)用需求，從而延伸了D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件的設(shè)計(jì)。目前，有三種金屬機(jī)柜可以提供。

• B03 機(jī)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(jí)，可安放在危險(xiǎn)場(chǎng)合。

• B04機(jī)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(jí)，用于普通場(chǎng)合。

• B05機(jī)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(jí)環(huán)保，NEMA 4級(jí)或NEMA 4X級(jí)，允許用于各種場(chǎng)合：室內(nèi)，室外或百葉箱。

現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊

現(xiàn)場(chǎng)總線組件與I/A系列控制站之間的通訊通過(guò)可選冗余的現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線通訊組件支持可能的緊急通訊標(biāo)準(zhǔn)。各種其他現(xiàn)場(chǎng)總線通訊組件類型（除了以太網(wǎng)）可支持其他標(biāo)準(zhǔn)。10Mbps的以太網(wǎng)被選為標(biāo)準(zhǔn)。將來(lái)，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(jí)到其他通訊標(biāo)準(zhǔn)。

以太網(wǎng)是一高性能的通訊協(xié)議，設(shè)計(jì)用于可靠的通訊。D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件子系統(tǒng)采用主-從轉(zhuǎn)態(tài)過(guò)程技術(shù)，使以太網(wǎng)總線僅在回答請(qǐng)求時(shí)處于忙碌狀態(tài)。通過(guò)對(duì)單點(diǎn)，雙點(diǎn)和奇點(diǎn)數(shù)誤差提供*的保護(hù)，對(duì)猝發(fā)誤差提供高度保護(hù)，以太網(wǎng)總線達(dá)到了高度安全。另外，以太網(wǎng)總線不受現(xiàn)場(chǎng)總線組件失效的影響，任一組件失效不會(huì)導(dǎo)致冗余現(xiàn)場(chǎng)總線部分不能工作。

分散的本地/遠(yuǎn)程安裝

創(chuàng)新的包裝設(shè)計(jì)允許D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件可被分散到接近過(guò)程，卻無(wú)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(luò)組態(tài)成為可能。這就允許在一個(gè)或幾個(gè)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(luò)配置，直接型和活動(dòng)星型，他們可用于D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線光纖延伸，允許FBMs遠(yuǎn)離I/A系列控制站安裝。

圖2. D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件子系統(tǒng)，典型直接網(wǎng)絡(luò)配置

圖3. D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線組件子系統(tǒng)，典型活動(dòng)星型網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)離控制站。在活動(dòng)星型網(wǎng)絡(luò)配置（圖3）中，多站點(diǎn)光纖轉(zhuǎn)換器（集線器）作為一個(gè)活動(dòng)星元素，轉(zhuǎn)換10Base2的以太網(wǎng)信號(hào)為光纖信號(hào)，然后將其發(fā)送給中距離成組的FBMs。這種網(wǎng)絡(luò)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(luò)配置（圖2或圖3）中，為了更大的網(wǎng)絡(luò)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(jí)。

基板執(zhí)行過(guò)程

FBMs和相關(guān)FCMs的基板安裝在D型導(dǎo)軌安裝設(shè)備的應(yīng)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(lái)進(jìn)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(guò)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(gè)機(jī)柜）中。屏蔽雙絞線電纜（用于基板內(nèi)部連接）長(zhǎng)度有0.25,1,3,5,10,20,30和60的規(guī)格。

圖5顯示兩個(gè)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(gè)或幾個(gè)基板可遠(yuǎn)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(gè)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(jí)-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(diǎn)到點(diǎn)采用FCM2F組件

電源分配安全性

對(duì)每個(gè)D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線機(jī)柜，用戶可選擇單個(gè)或冗余電源分配。單個(gè)電源分配組態(tài)由單個(gè)電源和單個(gè)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(dāng)電源組件失效，回路仍需繼續(xù)工作時(shí)，這種配置提供了電源安全性。雙重電源分配網(wǎng)絡(luò)保護(hù)了任何單點(diǎn)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(shí)重新啟動(dòng)，無(wú)須后備電池。

電氣隔離和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電

電氣隔離和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電是個(gè)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(chǎng)設(shè)備供電，如模擬變送器，電源壓力轉(zhuǎn)換器，接觸點(diǎn)傳感器和固態(tài)開(kāi)關(guān)或繼電器。

三種級(jí)別隔離的FBMs特性如下所述：

• 通道隔離 – 每個(gè)通道與所有其他通道，地線和組件邏輯*隔離。對(duì)每個(gè)通道，隔離的輸入輸出用點(diǎn)隔離電源，裝入FBM。

• 差分隔離 – 每個(gè)通道有一個(gè)差分輸入允許通道間有電壓差存在而不會(huì)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)供電。

• 組隔離 – 輸入通道作為一個(gè)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)電路供電。

現(xiàn)場(chǎng)總線組件

每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線組件可組態(tài)用于操作現(xiàn)場(chǎng)傳感器和/或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這可通過(guò)執(zhí)行適當(dāng)?shù)膽?yīng)用程序并與組態(tài)程序選項(xiàng)相連來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線組件和他們的執(zhí)行程序及軟件功能列于表1。同時(shí)也列出了FBMs相應(yīng)的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)（PSS）號(hào)。

表1. 現(xiàn)場(chǎng)總線組件

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

現(xiàn)場(chǎng)總線通訊組件

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

冗余準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)總線組件

冗余準(zhǔn)備輸入/輸出接口組件（FBM205或FBM237）可用于單個(gè)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(gè)單個(gè)組件（FBM205或FBM237）在相關(guān)基板上連接，現(xiàn)場(chǎng)輸出信號(hào)連接到一個(gè)共同的接線端子。一冗余控制塊控制輸出。

每個(gè)冗余現(xiàn)場(chǎng)總線組件設(shè)法單獨(dú)保持輸出在值，并報(bào)告它觀察到的輸入值。

校驗(yàn)

模擬現(xiàn)場(chǎng)總線組件發(fā)運(yùn)前在工廠校驗(yàn)，無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)。另外，離散輸入/輸出現(xiàn)場(chǎng)總線組件無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)。相應(yīng)地，現(xiàn)場(chǎng)總線組件不包含本地（即組件-安裝）手動(dòng)控制或跳閘。

表2. D型導(dǎo)軌安裝式現(xiàn)場(chǎng)總線通訊組件

其它型號(hào)：