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PO917YZ  Foxboro模块

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FOXBORO-ECKARDT是欧洲大的阀门定位器生产商，在德国和法国有两个生产中心，定位器*配套供应欧美数十家控制阀企业，产品范围包括：智能阀门定位器，电气阀门定位器，气动阀门定位器，电气转换器，阀位变送器，阀位开关，过滤减压器。2014年FOXBORO-ECKARDT被Schneider集团公司收购。

D型导轨安装式现场总线组件子系统综述

正如分散控制将过程控制带入了工厂决策区一样，I/A系列D型导轨安装式现场总线组件（FBM）子系统使你能方便地分配过程输入/输出组件到工厂中的决策点。创新的设备包装，以及用于组件通讯的集成使用的光纤或同轴电缆，允许对过程输入/输出点进行本地或远程的分散控制。

D型导轨安装式现场总线组件子系统由高性能的现场总线组件（FBMs），以及以下集成设计的支持元素组成：

• 10Mbps的以太网总线—可选冗余系列总线为FBMs和控制处理机之间的通讯提供安全，高速的媒介。
• 现场总线通讯组件（FCMs）--尺寸与FBMs相似，这些密集型组件提供FBMs与现场总线之间的通讯接口。
• 基板—它为FBMs和相关的FCMs的安装提供坚实的基础，允许各种远程设备使用光缆安装组态。
• 机柜—三种基本型为D型导轨安装设备提供各级环保和设备装配。

D型导轨安装式现场总线组件为所有的模拟测量，数字传感，以及模拟或离散控制提供支持。FBMs是坚固的，高性能分散过程输入/输出组件，设计用于全过程控制任务的。与I/A系列控制站相连工作，这些新的FBMs可用在连续的过程管理和控制，批量以及离散控制方案中。

D型导轨安装式现场总线组件子系统的特点为：

• 高性能，高精度，快速更新
• 减少元件数量，超高可靠性和质量
• 可选冗余
• 可用于恶劣环境
• 可用于本地或远方输入/输出
• 电源分配安全
• 电气隔离和可向现场设备供电

高性能，高精度，快速更新

D型导轨安装式现场总线组件提供高分辨率，高精度及可重复的设计。模拟量输入使用了Sigma-Delta快速集成转换器，使读数快达每25毫秒更新一次，适用于高速常规控制应用。模拟量输入还采用了内装的可组态移动的平均滤波器，它有效地去除了过程噪音和电源线频率干扰。

减少元件数量，超高可靠性和质量

所有逻辑功能（输入/输出过程，通讯处理机，输入/输出特定逻辑和其他内部连接逻辑功能）都集成到一个单一的应用集成电路（ASIC）。采用ASIC电路可以：

• 减少组件中元件数量
• 缩小组件尺寸
• 降低组件产生的热量
• 降低组件成本
• 产生超高可靠性和质量的组件

单个组件的可靠性大于0.999974。（假设组件安放在基板上，有冗余电源，故障修复时间（MTTR）2小时）。

可选冗余组件可靠性大于0.9999964。（假设组件安放在基板上，有冗余电源，故障修复时间（MTTR）2小时）。冗余的组件对，连同高度容错，提供了很高的子系统有效工作时间。

可选冗余

D型导轨安装式现场总线组件子系统是全部可选冗余，高度安全和有效工作。电源，现场总线，现场总线通讯组件和某些输入/输出组件类型都可选冗余。

坚固，创新的包装

D型导轨安装式现场总线组件包装为插件结构装配。允许安装在恶劣环境，每个组件有一个坚固，压制的铝外壳，无须打开通风孔，保护了电路。组件内产生的热量经铝散热外壳被传导出来。这样对工厂环境造成的污染小，大大地延长了设备寿命。

标准的D型导轨安装式现场总线组件子系统有以下产品安全证书：

• UL实验室对普通和危险场合列出了美国（NRTL）和加拿大（UL-C）要求
• CENELEC（DEMKO）认证用于潜在的爆炸环境。

关于认证的进一步信息，请参阅PSS 21H-2W2 B3。

注：CE认证要求使用金属机柜和FOXBORO的电力分配单元。

发光二极管（LEDs）在每个组件正面，提供现场总线功能的真实状态指示。

这些新的小尺寸现场总线组件使机柜中有了广大的空间，允许在临近FBM的地方进行端子接线。

基板组件安装

D型导轨安装式现场总线组件安装在一个特殊设计的基板上（见图1）。提供两种基板，水平和垂直，任何一种都可在机柜内或外安装固定非隔离的D型导轨上。（作为D型导轨交互式安装，安装板可用于在19英寸支架上水平安装基板）。因此基板可安装于小型配电柜或各种其他安装组态。

每个基板上可安装8块FBMs，或FBMs与FCMs共8块。FBMs与FCMs相连，可与I/A系列控制站进行通讯。

任一块组件都可从基板上拿掉，无须移开或干扰外部现场设备接线端子或内部电缆端子或连接。

图1. D型导轨安装式基板

现场输入/输出端子

现场输入/输出信号的连结由安装在机柜内部或外部的D型导轨上的接线端子完成。接线端子由长度为0.5米（1.7英尺）至30米（100英尺）的电缆连接到相关基板。电缆的长度允许接线端子能被安装在与FBMs同一个机柜中，或另一单独的机柜中。

模拟或离散输入/输出FBMs与特定接线端子一起使用能处理各种输入/输出信号。高压应用时，离散输入/输出接线端子适用于120Vac,125Vdc或240Vac的组件。

机柜

机柜通过提供安装选项以满足应用需求，从而延伸了D型导轨安装式现场总线组件的设计。目前，有三种金属机柜可以提供。

• B03 机柜 – 立式，多可提供4块垂直安装的基板，用于安装多32块FBMs连FCMs。 B03有NEMA 4级，可安放在危险场合。
• B04机柜 -立式，多可提供4块垂直安装的基板，用于安装多32块FBMs连FCMs。B03有NEMA 12级，用于普通场合。
• B05机柜 – 墙上安装，多可提供2块水平安装的基板，用于安装多16块FBMs连FCMs。它有2级环保，NEMA 4级或NEMA 4X级，允许用于各种场合：室内，室外或百叶箱。

现场总线的通讯

现场总线组件与I/A系列控制站之间的通讯通过可选冗余的现场总线和现场总线通讯组件来实现。现场总线是一单主分线系列数据通讯总线，它采用异步通讯协议并遵守以太网10Base2接口通讯总要求。

插入式现场总线通讯组件支持可能的紧急通讯标准。各种其他现场总线通讯组件类型（除了以太网）可支持其他标准。10Mbps的以太网被选为标准。将来，只要插入一块新的通讯组件，如果需要再加上软件，用户就能容易地升级到其他通讯标准。

以太网是一高性能的通讯协议，设计用于可靠的通讯。D型导轨安装式现场总线组件子系统采用主-从转态过程技术，使以太网总线仅在回答请求时处于忙碌状态。通过对单点，双点和奇点数误差提供*的保护，对猝发误差提供高度保护，以太网总线达到了高度安全。另外，以太网总线不受现场总线组件失效的影响，任一组件失效不会导致冗余现场总线部分不能工作。

分散的本地/远程安装

创新的包装设计允许D型导轨安装式现场总线组件可被分散到接近过程，却无须特殊环境条件或房间的地方。采用同轴电缆或与光缆结合使多重网络组态成为可能。这就允许在一个或几个安装区域内建立从小到大，各种规模的系统。

图2和图3显示了2种基本网络配置，直接型和活动星型，他们可用于D型导轨安装式现场总线组件子系统。这两种配置都提供可选的以太网总现场总线光纤延伸，允许FBMs远离I/A系列控制站安装。

图2. D型导轨安装式现场总线组件子系统，典型直接网络配置

图3. D型导轨安装式现场总线组件子系统，典型活动星型网络配置

直接型配置（图2）可用于成组FBMs集中在本地区域，或成组FBMs远离控制站。在活动星型网络配置（图3）中，多站点光纤转换器（集线器）作为一个活动星元素，转换10Base2的以太网信号为光纤信号，然后将其发送给中距离成组的FBMs。这种网络配置允许FBMs分布在较广的区域内。

正如下面所讨论的，在任一基本网络配置（图2或图3）中，为了更大的网络通用性，更大的总体电缆距离并增加通讯可靠性，光缆也可用于基板级。

基板执行过程

FBMs和相关FCMs的基板安装在D型导轨安装设备的应用中提供了更大的通用性。基板提供了组合组件的方便，可用同轴电缆，光缆或两者相连来进行内部连接。图4和图5显示基板执行配置。

图4显示基板执行过程采用屏蔽双绞线连接。这种配置用于基板安装在相同区域（例如，在同一区域的几个机柜）中。屏蔽双绞线电缆（用于基板内部连接）长度有0.25,1,3,5,10,20,30和60米的规格。

图5显示两个或更多基板之间的电缆距离可用光纤延伸。这种配置允许一个或几个基板可远离其他基板安装。3种FCM2F组件（FCM2F2，FCM2F4，FCM2F10）用于基板间3个不同的光纤电缆距离：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，等级-索引光缆，FCM2F10采用单模式光缆。

图4. 基板执行举例，采用屏蔽双绞电缆连接

图5. 基板执行举例，点到点采用FCM2F组件

电源分配安全性

对每个D型导轨安装式现场总线机柜，用户可选择单个或冗余电源分配。单个电源分配组态由单个电源和单个电源分配到基板组成。

冗余电源分配配置由冗余电源和冗余电源分配到基板。当电源组件失效，回路仍需继续工作时，这种配置提供了电源安全性。双重电源分配网络保护了任何单点电源失效，所有组件主电源失效和内部短路。

停电后，组件软件可被下载，保留到闪驻内存用于瞬时重新启动，无须后备电池。

电气隔离和现场设备供电

电气隔离和现场设备供电是个别FBM的功能。各种类型的FBM分别提供基本，通道隔离模拟量输入输出，差分模拟量输入，通道隔离的数字量输入输出和组隔离数字量输入。FBMs也提供必要的现场设备供电，如模拟变送器，电源压力转换器，接触点传感器和固态开关或继电器。

三种级别隔离的FBMs特性如下所述：

• 通道隔离 – 每个通道与所有其他通道，地线和组件逻辑*隔离。对每个通道，隔离的输入输出用点隔离电源，装入FBM。
• 差分隔离 – 每个通道有一个差分输入允许通道间有电压差存在而不会引起误差。这些通道间不是*隔离，但与地线和组件逻辑*隔离。差分的组隔离输入输出用FBM子系统的电源对现场供电。
• 组隔离 – 输入通道作为一个组与地线和组件逻辑电路隔离。组隔离输入用FBM子系统的电源对现场电路供电。

现场总线组件

每个现场总线组件可组态用于操作现场传感器和/或传动机构。这可通过执行适当的应用程序并与组态程序选项相连来实现。现场总线组件和他们的执行程序及软件功能列于表1。同时也列出了FBMs相应的产品说明书（PSS）号。

表1. 现场总线组件

*输入软件功能是在每个组件的基础执行；输出是在每个通道的基础上执行。

现场总线通讯组件

现场总线通讯组件用于连接表2中所列D型导轨安装式现场总线组件。

冗余准备现场总线组件

冗余准备输入/输出接口组件（FBM205或FBM237）可用于单个组件或冗余组件组态。在任一组态中，组件是等效的。在冗余组态中，两个单个组件（FBM205或FBM237）在相关基板上连接，现场输出信号连接到一个共同的接线端子。一冗余控制块控制输出。

每个冗余现场总线组件设法单独保持输出在值，并报告它观察到的输入值。

校验

模拟现场总线组件发运前在工厂校验，无须现场校验。另外，离散输入/输出现场总线组件无须现场调节。相应地，现场总线组件不包含本地（即组件-安装）手动控制或跳闸。

表2. D型导轨安装式现场总线通讯组件

其它品牌型号：