IO模块使用手册03系统硬件AM712-S使用手册

ECS-700 系统系统 AM712-S 使用手册使用手册 浙江中控技术股份有限公司浙江中控技术股份有限公司 声声 明明 严禁转载本手册的部分或全部内容。 在不经预告和联系的情况下，本手册的内容有可能发生变更，请谅解。 本手册所记载的内容，不排除有误记或遗漏的可能性。如对本手册内容有疑问，请与 我公司联系。 文档标志符定义文档标志符定义 警告警告：标示有可能导致人身伤亡或设备损坏的信息。 WARNING: Indicates information that a potentially hazardous situation which, if not avoided, could result in serious injury or death. 电击危险电击危险：标示有可能产生电击危险的信息。 RISK OF ELECTRICAL SHOCK: Indicates information that Potential shock hazard where HAZARDOUS LIVE voltages greater than 30V RMS, 42.4V peak, or 60V DC may be accessible. 防止静电防止静电：标示防止静电损坏设备的信息。 ESD HAZARD: Indicates information that Danger of an electro-static discharge to which equipment may be sensitive. Observe precautions for handling electrostatic sensitive devices 注意注意：提醒需要特别注意的信息。 ATTENTION: Identifies information that requires special consideration. 提示：提示：标记对用户的建议或提示。 TIP：Identifies advice or hints for the user. 设备安全警示标志设备安全警示标志 下表列出了在设备中使用的安全警示标志符号及描述。 编号 符号 描述 1 直流（电） 。文档可使用缩写 DC Direct current 2 交流（电） 。文档可使用缩写 AC Alternating current 3 工作接地端子 Ground（ Earth） terminal 4 保护接地端子 Protective earth（ground） terminal 5 抗干扰接地端子 Reference ground （Earth）terminal 6 机架或机箱端子。 Frame or chasis 7 等电位。 Equipotentiality 8 通（电源） 。 On（power） 9 断（电源） 。 Off（power） 10 警告，电击危险。 Caution,risk of electric shock 11 警告，热表面。 Caution,hot surface 12 警告，危险。 Caution,risk of danger 13 静电敏感器件（ESD） Electrostatic sensitive devices。 目目 录录 FF H1 接口模块AM712-S.1 1 基本说明.1 2 性能指标.2 3 使用说明.2 3.1 结构简图.2 3.2 指示灯说明.3 3.2.1 AM712-S指示灯说明.3 3.2.2 MB734-S指示灯说明.4 3.3 接线说明.4 4 工程应用.5 4.1 网段接线举例.5 4.2 应用注意事项.6 4.3 模块故障分析处理.7 4.4 网段设计考虑.7 4.5 网段限制因素.8 4.5.1 距离限制.8 4.5.2 配电消耗及电压衰减.9 4.5.3 通讯处理（宏周期）.9 4.6 网段组件.10 4.6.1 FF电源模块 .10 4.6.2 FF浪涌保护器（可选）.11 4.6.3 FF接线盒及接线模块.11 4.6.4 FF终端器（可选）.12 4.6.5 FF中继器（可选）.12 4.6.6 FF电缆 .13 4.6.7 FF仪表 .13 4.7 典型配置方案.14 4.7.1 常规区域配置方案.14 4.7.2 危险区域配置方案.15 5 FF组态应用 .18 6 资料版本说明.18 AM712-S 使用手册 1 FF H1 接口模块接口模块 AM712-S 1 基本说明基本说明 FF H1 接口模块 AM712-S 为符合 FF 标准的现场仪表与 ECS-700 系统提供通信接口。 AM712-S 在网络中处于 I/O 模块层，通过本地 I/O 总线将 FF 仪表接入 ECS-700 系统。一个控 制站最多可带 64 对冗余 AM712-S 或 64 块非冗余 AM712-S。 AM712-S 支持采集 FF 仪表的实时输入（出）数据，上送给控制器，实现对 FF 仪表的集中控制； 支持控制下放到现场仪表， 实现分散控制； 支持标准的FF现场总线功能块， 通过FF组态软件与SAMS 设备管理软件，管理现场设备的所有块参数。 AM712-S在ECS-700 系统中的位置如 图 1-1 所示。 控制器 AM712-S 本地I/O总线 FF H1 工程师站 I/O模块 扩展I/O总线 FF H1 AM712-SAM712-S 本地I/O总线 I/O连接模块通信模块 控 制 站 图 1-1 AM712-S 在 ECS-700 系统中的位置 FF 接口模块 AM712-S 功能特点如下： 支持模块冗余； 支持模块热插拔； 支持经过 FF 基金会测试认证的 FF H1 现场总线仪表； 支持全网段下载的 FF 组态下载方式； 支持报警及通信诊断功能； 支持掉电保持功能。 AM712-S 使用手册 2 2 性能指标性能指标 表 2-1 性能指标一览表 参数参数 规格说明规格说明 FF H1 网段接入能力 2 个网段 FF H1 单网段设备最大挂接数量 最大 16 台 FF 仪表 FF H1 网段网线最大长度 1900 米（包括分支长度总和） 冗余恢复时间 10s 供电/防爆 总线供电/本安防爆 网段支持输入与输出连接总数 50 条 AM712-S 模块支持输入位号数目 80 个 AM712-S 模块支持输出位号数目 40 个 本地 IO 通信速率 1Mbps FF H1 通信速率 31.25Kbps 机架供电额定电压 24V FF H1 总线额定电压 24V AM712-S 功耗 0.6W IP 防护等级 IP30 3 使用说明使用说明 3.1 结构简图结构简图 FF H1接口模块单元由模块AM712-S和基座MB734-S构成， FF H1接口模块单元结构示意图如图 3-1 所示。 AM712-S 使用手册 3 图 3-1 FF H1 接口模块单元结构示意图 3.2 指示灯说明指示灯说明 3.2.1 AM712-S指示灯说明指示灯说明 表 3-1 AM712-S 指示灯一览表 灯灯 常态常态 其它状态其它状态 非常态含义非常态含义 亮 重故障 Fault 灭 闪 灭 模块未上电 2s 闪 模块冷启动 Status 亮 400ms 闪 组态错误 亮 工作模块 Duplex 灭 备用模块 灭 两路 L-BUS 总线故障 L-Bus 亮 闪 地址冲突检测状态 AM712-S 使用手册 4 灯灯 常态常态 其它状态其它状态 非常态含义非常态含义 灭 两路 H1 通信均出问题 H1 亮 闪 某路 H1 通信出现故障 3.2.2 MB734-S指示灯说明指示灯说明 表 3-2 MB734-S 指示灯一览表 灯灯 常态常态 其它状态其它状态 非常态含义非常态含义 Tx 闪 灭 未发送 H1 信号 Rx 闪 灭 未接收到 H1 信号 3.3 接线说明接线说明 冗余工作模式下，可安装一对冗余的 AM712-S 到基座 MB734-S 上，并正确连接基座左右两侧 接线；非冗余工作模式下，只能安装一块 AM712-S 到基座 MB734-S 的任一槽位上，并正确连接基 座对应侧接线。 基座的左右两边各有 10 个接线端子， 如 图 3-1 所示。 每对左右对应的接线端子的接线口均相连， 实际接线时可根据现场布线情况选择。左右两侧在接线端子与模块插槽之间各有 4 个指示灯，槽位 内插有AM712-S模块时同侧指示灯工作。 接线端子和指示灯的说明如 图 3-2 所示。接线说明如 表 3-3 所示。 表 3-3 端子接线说明 左侧端子左侧端子 右侧端子右侧端子 端子号端子号 端子标识端子标识 说明说明 端子标识端子标识 端子号端子号 1 + 网段 0 现场总线的正极 + 1 2 S 网段 0 现场总线的屏蔽层 S 2 3 - 网段 0 现场总线的负极 - 3 4 NC 不接线 NC 4 5 + 网段 1 现场总线的正极 + 5 6 S 网段 1 现场总线的屏蔽层 S 6 7 - 网段 1 现场总线的负极 - 7 8 NC 不接线 NC 8 9 SG 屏蔽层接地端 SG 9 10 SG 屏蔽层接地端 SG 10 AM712-S 使用手册 5 图 3-2 端子接线示意图（左侧为例） 4 工程应用工程应用 4.1 网段接线举例网段接线举例 如 图 4-1 所示，以FF H1 网段电源调节器的主机侧端口冗余，且需要FF H1 网段电源调节器到 AM712-S之间的总线冗余为例说明FF H1 网段接线方式。根据现场需求，接线方式可多样，此图仅 供参考。 AM712-S 使用手册 6 - S - S NC NC SG SG SG SG NCNC - S - S + + + +-S +-S+-S Host A Host B +- Power FF H1接口模块 FF H1网段电源调节器 Segment1 现场侧 接线盒 +-S Segment +-S+-S 现场仪表现场仪表 +-S +-S . (16个仪表) +-S Segment2 接线盒 +-S Segment +-S+-S 现场仪表现场仪表 +-S+-S . (16个仪表) +-S+-S Host A Host B +-S+-S+-S+-S + - S + - S + - S + - S 系统侧 图 4-1 FF H1 网段接线示意图 警告：警告： FF H1 网段电源调节器和网段电源调节器和 AM712-S 接线冗余时，须注意总线和端口之间的极性连接正确，接反会导致 电源短路。 接线冗余时，须注意总线和端口之间的极性连接正确，接反会导致 电源短路。 4.2 应用注意事项应用注意事项 FF 现场总线线缆的屏蔽线必须在系统侧单点接地，屏蔽线接入 AM712-S 接线端子的屏蔽口。 现场 FF 仪表在现场就近接地，其线缆屏蔽层悬空。 确保卡件、基座、机架、机柜接在同一个保护地上。 基座 MB734-S 为冗余基座，在组态时必须将 AM712-S 组态为冗余工作模式，否则会上报轻故 障。 AM712-S 使用手册 7 4.3 模块故障分析处理模块故障分析处理 若所有的灯都不亮，说明电源没有接好，检查供电是否正常。 若 Fault 灯亮，说明硬件故障。需更换卡件，并重新下载组态。 若 Status 灯以 400ms 周期快闪，说明至少有一路网段组态和硬件组态不匹配。 若 Status 灯以 2s 周期慢闪，说明模块正处于冷启动状态。 L-Bus 灯灭，说明两路 L-BUS 总线通信故障。检查两路 L-BUS 总线是否正常。 L-Bus 灯闪，说明 L-BUS 总线处于地址冲突状态。 H1 灯灭，说明两路 H1 通信故障。检查两路 H1 现场总线是否正常，以及现场设备是否连接正 常。 H1 灯闪，说明其中一路 H1 通信故障。检查两路 H1 现场总线是否正常，以及现场设备是否连 接正常。 4.4 网段设计考虑网段设计考虑 1. 仪表功能：选择具备正确控制功能块的 FF 仪表。 2. 仪表位置：仪表位置必须满足工艺设计要求（包含危险场所确定） ，在仪表位置确定后再进行网 段设计。 3. 工艺控制需求：包含测量选择、控制选择等，还需考虑复杂控制需求，如串级控制、分程控制 等。 4. 稳定性需求：控制策略位于变送器、阀门定位器或控制器，同一网段的控制回路数量及关键阀 门数量（参考阀门等级分类）等。 阀门的关键等级分类如下：阀门的关键等级分类如下： 等级一类：等级一类： 一级阀门失效将导致整个系统故障，引起整个装置停车，或其他超过百万美元的不可避免的损 失。该类故障可采用常规阀门故障模式。 设计要求：设计要求：一级阀门及其相关的测量设备（变送器）挂接在只用于一级控制的同一 H1 网络上。 若服务是独立的，网段上可以有一个一级阀门以及与之相关的变送器；若服务是关联的，可以有两 个一级阀门以及与之相关的变送器。 “关联”指两个阀门中的任意一个都可以关闭相同的设备（如火 焰加热器的流量） 。为确保互操作性，必须注意： 回路中所有一级现场设备由一个供应商提供。 主机接口插件和所有一级回路的现场设备都必须进行单独的互操作性测试。 网络的整个寿命周期内，设备和接口插件的版本都必须兼容。 等级二类：等级二类： 二级阀门故障将导致整个系统故障，引起整个装置停车，或其他超过百万美元的不可避免损失。 但二级阀门的过程动态时间允许由故障状态快速恢复，可以是快速修复故障或采取手动控制。相关 容器的材料和能量容量、地理位置，以及此类阀门的操作性能也是必须予以考虑。一级和二级阀门 的区别在于针对单个故障所反应出的可操作性。 AM712-S 使用手册 8 设计要求：设计要求：二级阀门及其相关的测量设备（变送器）应挂接在只用于控制的同一 H1 网络上。 若服务是独立的，网段上可以有一个二级阀门和相关的变送器；若服务是关联的，可以有两个一级 阀门，或一个二级和一个三级阀门以及与之相关的变送器。 “关联”指两个阀门中的任意一个都可以 关闭相同的设备（如火焰加热器的流量） 。为确保互操作性，必须注意： 回路中所有二级现场设备由一个供应商提供。 主机接口插件和所有二级回路的现场设备都必须进行单独的互操作性测试。 网络的整个寿命周期内，设备和接口插件的版本都必须兼容。 等级三类：等级三类： 此类阀门失效时，短期内不会造成整个装置停车或重大损失。三级阀门可以切入其故障位置， 无需操作员采取立即措施。 设计要求：设计要求：三级阀门最多可以与其他三个三级阀门，或是和一个二级阀门位于同一个网段上。 包含三级控制的网络可以采用多家（经认可）销售商的产品，包括只测量设备。网段图纸上应标出 关键程度等级，并且显著标明该网段上不得添加任何附加设备。 4.5 网段限制因素网段限制因素 4.5.1 距离限制距离限制 除本质安全防爆另有规定之外，采用现场总线 A 型电缆时，主干线和分支的电缆长度总和应不 超过 1900 米。而分支电缆的长度，建议用户遵循如下推荐： 网段上连接的通讯设备数量网段上连接的通讯设备数量 分支电缆的最大长度分支电缆的最大长度 1518 60 米 1314 90 米 112 120 米 对于本质安全 Entity 认证的网段，分支和主干线电缆长度除了不应该超出上述建议值外，还必 须依照本安认证参数对电缆的总电容和电感进行验算。 对于本质安全 FISCO 认证的网段，主干线和分支电缆的长度之和不得超过 1000 米，同时分支 电缆长度不得超过 30 米。 计算实例如下： 图 4-2 FF H1 网段接线示意图 AM712-S 使用手册 9 4.5.2 配电消耗及电压衰减 配电消耗及电压衰减 网段负载验算的目的是最终确认网段上实际可以挂接多少现场仪表，和网段的电缆到底能够放 多长。FF 配电单元，即那些为 H1 网段配电的设备，如 FF 电源调节器、中继器、本安电源（Entity 或 FISCO）等，具备各自的配电能力，即输出电压和电流。输出电流越大，能够支持的现场仪表就 越多；而输出电压越高，能够支持的网段电缆就越长。 基金会现场总线的标准规定了现场仪表的耗电流必须大于 10mA，不规定耗电流的上限。而市 场上主流 FF 现场仪表的耗电流为（1030）mA 不等。当某一个分支短路时，短路保护电路将额外 消耗一定的电流，如（4060）mA 不等。负载电流的验算就是确认 FF 配电单元的输出电流是否大 于所有现场仪表耗电流的总和加上至少一个分支的短路保护电流。 图 4-3 网段电压计算 依照FF总线标准，现场仪表的工作电压为（932）VDC。由于电缆存在分布电阻，如现场总 线A型电缆的分布电阻为 44/km，网段负载电流不可避免地会在电缆上产生电压降。所以负载电压 就是FF配电单元的输出电压减去网段负载电流在电缆上的压降，负载电压的验算主要为了确认负载 电压不能小于 9VDC。电压压降计算如 图 4-3 所示。 4.5.3 通讯处理（宏周期）通讯处理（宏周期） 网段 LAS 需同时进行周期性和非周期性数据通讯调度，通常预留 60%的时间作为非周期性数 据通讯时间，宏周期时间由功能块的执行时间和功能块的数量确定。 宏周期时间计算实例如下： 图 4-4 网段宏周期计算 另外，系统对每个网段调用功能块数量的限制，或者对每个网段 VCR 数量的限制，都会对挂接 仪表数量造成限制。 AM712-S 使用手册 10 4.6 网段组件网段组件 FF网段主要组成部件如 图 4-5 所示，包含H1 接口模块、电源调节器、浪涌保护器、接线盒（接 线模块） 、FF线缆、终端器、仪表等。 浪涌保 护器（可选） FF电源调节器 接线盒及接线模块 （或总线安全栅） H1主干网段 SUPCON AM712 分 支 电 缆 终端器 （或集成） 浪涌保护器 （可选） 现场侧 系统侧 现场 组件 图 4-5 FF H1 网段组件 4.6.1 FF电源模块电源模块 H1 现场总线在一根屏蔽双绞线电缆上完成对多台现场仪表供电和双向数字通讯。 控制系统所配 备的H1 接口模块通常只负责与现场仪表的双向通讯。而总线的配电则需由专门的FF配电器承担，每 段总线需配一台FF配电器，通常采用冗余配置。参考厂商的电源模块如 图 4-6 所示。 图 4-6 FF 电源模块 例如：RELCOM 的 FF 电源模块 FPS-I 功能规格如下： AM712-S 使用手册 11 输入电压：24 VDC （1830）VDC FF 输出电流：350 mA （2528）VDC 最大功率消耗：4.5 W 尺寸规格：4.9 cm 10.1 cm 13.3 cm 工作温度范围： （-4060）C 报警触点：最大 1 A 30 VDC 4.6.2 FF浪涌保护器（可选）浪涌保护器（可选） 在雷电多发地区或大感性负载设备附近，应提供网段的浪涌保护，要保证防浪涌设备不会明显 造成现场信号的衰减。系统侧常用 MTL 的 FP32，现场侧常用 MTL 的 TP32 系列。详细技术规格参 数参考产品规格书。 图 4-7 FF 浪涌保护器 4.6.3 FF接线盒及接线模块接线盒及接线模块 基金会建议， 所有 FF 总线分支与主干线的连接都在接线箱中完成。 所有的电缆线头都应该独立 地接在属于自己的端子上，即不应该将两个电缆线头并接在同一个端子上。接线箱端子可采用可插 拔端子，端子的接线规格应为（1224）AWG。 接线箱应该防风雨，其防护等级不应低于 IP65，同时接线箱应考虑防腐问题。根据用户的不同 要求，接线箱的材料可为铝合金、不锈钢、玻璃纤维加强型塑料等。接线箱的电缆接口可采用电缆 格兰，或快速接插件。接线箱的所有分支，应集成短路保护功能，分支的短路保护是为了避免由于 某个分支的短路，导致整个网段的崩溃，这对于网段的安全运行是至关重要的。 用于防爆场合的接线箱，所采用的防爆方案应允许在不停电的条件下对分支上的现场仪表进行 维护和拆装， 这是因为 FF 总线网段上挂接着多台现场仪表， 工厂的生产可能不允许为了对某台仪表 进行维护操作而停掉整个网段的供电。为了满足这项要求，对于危险区 Zone 1/0（或 Division 1）的 应用，接线箱的分支应取得本质安全防爆认证，如 EEx ia IIC；对于危险区 Zone 2（或 Division 2） 的应用，接线箱的分支应取得限能型无火花防爆认证，即 EEx nL IIC。尽管隔爆型现场仪表不支持 带电操作，仍然有部分用户出于传统习惯而采用，此时的接线箱的分支可采用增安型防爆认证，EEx e IIC T4，应用于危险区 Zone 1/2（或 Division 1/2） 。 接线箱中配置内置的接线模块（MEGABLOCK） ，内置模块应支持标准 DIN 导轨安装，同时接 线模块各个分支具备独立的短路保护功能，单个分支的短路不会影响到整个网段的其它分支。接线 模块的分支数量可为 4、6、8、10、12 等，包含两个主干接线端子，一个用于系统侧主干线缆接入， 一个用于接出，以满足用户的选择要求。 AM712-S 使用手册 12 图 4-8 FF 接线盒及接线模块 接线模块上可选择带集成的网段终端器，具有“T”型标识。每个分支都具备供电指示灯，表示 分支供电正常。 同时要求接线箱外壳应具备保护接地，接地可以接于靠近接线箱的现场接地桩或线缆桥架的金 属外壳。 注意：注意： 每个分支的屏蔽需单独接入接线模块，不能相互接触或和接线箱外壳接触。每个分支的屏蔽需单独接入接线模块，不能相互接触或和接线箱外壳接触。 4.6.4 FF终端器（可选）终端器（可选） 每段总线的两端需各配一个终端器（又称终端电阻） ，以消除高频信号的回声。由于 FF 配电器 中的总线电路通常含有一个终端器，因此用户还需在每个总线的末端配备一个终端器。而这个终端 器通常集成于接线箱的接线模块（MEGABLOCK）中。 图 4-9 FF 终端器 注意：注意： 单个网段的终端器数量是有且仅有两个。单个网段的终端器数量是有且仅有两个。 4.6.5 FF中继器（可选）中继器（可选） 中继器开启一个新的网段。该新网段的两端同样需要各安装一只终端器。该终端器也可以集成 在中继器之中。中继器可支持 H1 网络挂接更多的 FF 设备。但是，实际应用中，主机的 H1 端口和 网络调度将成为挂接设备数量的瓶颈。 每台中继器可将总线电缆长度扩展 1900 米。然而在实践中，这种应用并不常见。带有本安接口 的中继器可在本安防爆的应用中扩展挂接设备的数量。例如，Entity 认证的本安网段只能够挂接 3 4 个现场设备。应用 4 个本安中继器，便可使整个网络挂接 16 个现场设备。 AM712-S 使用手册 13 图 4-10 FF 中继器 注意：注意： 如果网段（网络）超过如果网段（网络）超过 1900 米的长度限制，可考虑采用中继器。新增网段的设计必须得到委托人的审 核和书面批准。通常采用中继器并不是为了扩展传输距离，而是实现本安网段的联合。由于 米的长度限制，可考虑采用中继器。新增网段的设计必须得到委托人的审 核和书面批准。通常采用中继器并不是为了扩展传输距离，而是实现本安网段的联合。由于 entity 安 全栅只支持 安 全栅只支持 3-4 个设备，每个网络要达到个设备，每个网络要达到 16 个设备的带载能力，通常要安装多个安全栅。个设备的带载能力，通常要安装多个安全栅。 4.6.6 FF电缆电缆 FF 总线设计的屏蔽双绞线电缆，遵照 IEC 的 FF 物理层标准，典型的 FF 总线电缆规范为： 电缆规格：18 AWG （0.8mm2） 屏蔽：90% 覆盖 衰减：39kHz 时 3db/km 最大电容：150pF/m 特性阻抗：100 (1.25 kbit / s 时) 此规范的电缆又称现场总线 A 型电缆。 采用 A 型电缆， 每个 H1 段落的电缆总长度允许达到 1900 米（包括主干线和分支电缆） 。电缆的分布电阻值为 44/km。FF 总线电缆可采用独特的护套颜色， 以便与其他信号线之间有明显区分。FF 总线电缆可采用每对双绞线单独屏蔽的多芯电缆，也可采用 嵌装电缆。 导线规格及允许传输距离如下图所示： 图 4-11 FF 线缆规格 注意：注意： 对于对于 FF 电缆，可根据用户的需求，在工厂测试阶段对电缆供应商的电缆进行测试。电缆，可根据用户的需求，在工厂测试阶段对电缆供应商的电缆进行测试。 4.6.7 FF仪表仪表 系统支持所有符合现场总线基金会认证的 FF 仪表。通过注册认证的 FF 仪表都有对应 DD（设 备描述）文件可供下载，可通过系统或仪表供应商的网站进行 DD 文件下载。主流的 FF 仪表供应商 AM712-S 使用手册 14 主要包含： ABB、EMERSON、HONEYWELL、YOKOGAWA、ENDRESS+HAUSER、FOXBRO、FUJI ELECTRICAL 等。 图 4-12 FF 仪表 工程组态阶段，在系统数据库的硬件组态中，根据网段设计文档，完成各个网段 FF 仪表的离线 组态。组态前应确保组态软件中已经存在对应仪表的 DD 文件，若不存在则需导入该类仪表的 DD 文件。 注意：注意： 仪表仪表 DD 文件需以仪表的硬件版本为准，不同版本具有不同的文件需以仪表的硬件版本为准，不同版本具有不同的 DD 文件。文件。 4.7 典型配置方案典型配置方案 4.7.1 常规区域配置方案常规区域配置方案 常规区域主要配置包含 FF 电源调节器和现场接线箱（接线模块或接线器） ，其中 FF 电源配置 （常规如 MTL-Relcom 的 FPS-I）需考虑如下特性： 1. 电源配电电源 25.0 VDC 350 mA 2. 最小仪表配电电压 9 VDC 3. 总线电缆最大电压压降 15.5 VDC 4. 每台仪表的平均耗电电流为 20 mA 5. FF Type A 18 AWG 电缆 22 /km (44 /km 回路电阻) 在 22C 6. FF 电源连接在总线一端，而 FF 仪表连接在总线另一端，总线上需包含两个终端器，可以集 成于 FF 电源模块和接线器模块中 7. 最大距离计算 (km) = (允许的回路压降 / 回路电流) / 每公里回路电阻 接线盒中包含了接线模块（Megablock）和终端器（Terminator） ，接线模块包含主干接入和分支 接出，且每个接线端都具备短路保护功能。接线模块有 2、4、8、10、12 个总线接线接口，根据用 户需求进行配置。如 MTL-Relcom 的 FCS-MBT 系列的接线模块，配置方案如下图所示： AM712-S 使用手册 15 FF电源 （单网段） 接线盒 及接线模块 FF主干电缆 FF电源 （单网段） 接线盒 及接线模块 FF主干电缆 SUPCON AM712 分 支 电 缆 分 支 电 缆 现场侧 系统侧 典型应用一 （常规区域） 现场产 品组件 FF电源 （八网段） 接线盒 及接线模块 FF主干电缆 常州八益 FF电源 （八网段） 接线盒 及接线模块 FF主干电缆 常州八益 SUPCON AM712 分 支 电 缆 分 支 电 缆 现场侧 系统侧 典型应用二 （常规区域） 8个网段8个网段 现场产 品组件 FF电源 （四网段） 接线盒 及接线模块 FF主干电缆 FF电源 （四网段） 接线盒 及接线模块 FF主干电缆 SUPCON AM712 分 支 电 缆 分 支 电 缆 现场侧 系统侧 现场产 品组件 典型应用三 （常规区域） 1，2，4 个网段 1，2，4 个网段 FF电源 （八网段） 接线盒 及接线模块 FF主干电缆 FF电源 （八网段） 接线盒 及接线模块 FF主干电缆 SUPCON AM712 分 支 电 缆 分 支 电 缆 现场侧 系统侧 现场产 品组件 典型应用四 （常规区域） 1，2，8 个网段 1，2，8 个网段 图 4-13 常规区域 FF 配置方案 注意：注意： 总线总长度需小于总线总长度需小于 1900 米，分支长度需小于米，分支长度需小于 120 米。网段所带仪表数量建议仪表数量少于米。网段所带仪表数量建议仪表数量少于 12 台。台。 4.7.2 危险区域配置方案危险区域配置方案 在爆炸危险性场所应用 FF 现场总线时，确定防爆方案是网段设计的重要内容。理论上，传统非 总线仪表的防爆方法都可以按照相同的标准应用到现场总线仪表上。实践中，FF 现场仪表经常采用 的 3 种防爆方法：隔爆型（Ex d）防爆、本质安全型（Ex i）防爆和无火花型（Ex nL）防爆。其中， 现场总线基金会从容错安全性和带电拆装、维护作业的安全性考虑，更推荐本质安全型防爆方法。 1.FISCO 本安配置方案本安配置方案 以本质安全防爆技术为核心的FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept，现场总线本质安全概 念)技术因其产品重量轻、体积小和可在危险环境下带电操作等特点，已成为现场总线防爆技术的首 选，进而得到不断改进并日益成熟，如 图 4-14 所示。且FISCO 技术可满足应用于Zone1 或Zone0 的环境。 FISCO 系统中电源装置的概念包含本安关联电路在内，通常的方法是把电源装置从结构和电路 两方面设计为符合 IEC60079-11 规定要求的关联设备，即电源自身并不要求防爆，但把限制电气火 花能量的限流限压功能模块设计在电源电路之内，这种电源仅允许在不含爆炸性气体的非危险区域 AM712-S 使用手册 16 使用。如果要求安装在危险区域，则必须使用 IEC60079-0 所列的其他防爆措施予以保护。例如采取 隔爆、浇封等防爆技术，将包括能量限制模块在内的电源电路整体放入隔爆外壳，或将电源电路在 整体浇封后放入增安型外壳，同时接线端子符合增安型要求。市场上防爆标志为 Ex dia/ibC 或 Ex me ia/ibC 的总线电源类产品就是采取上述方法加以保护，确保电源设备在爆炸性危险场所的 使用。 电源输出端由于能量限制模块的存在把最高输出电压 Uo 和最大输出电流 Io 等本安参数限制在 规定值以下。 据 IEC 60079-27 要求， 对 FISCO 总线系统电源最大输出参数在充分考虑现场布线开路、 短路和接地的状态下做如下规定： 最高输出电压 Uo：（1417.5） V； 最大输出电流 Io： 不大于 380mA； 最大输出功率 Po：不高于 5.32W；未被保护的最大内部电容 Ci：不大于 5nF；未被保护的最大内部 电感 Li：不大于 10H。 此外，满足 FISCO 的 FF 配电单元可采用高可靠性的 FF 电源调节器 ，或冗余的配电模块，满 足用户对 FF 配电可靠性的要求。 FF电源 （FISCO） 接线盒 及接线模块 FF主干电缆 FF电源 （FISCO） 接线盒 及接线模块 FF主干电缆 SUPCON AM712 分 支 电 缆 分 支 电 缆 现场侧 系统侧 现场产 品组件 典型应用五 （FISCO本安） ZONE 1 ZONE 0 EEx ia FISCO Zone 0 SPUR 连接器连接器 FISCO 现场仪表现场仪表 图 4-14 FF FISCO 本安配置方案 注意：注意： FISCO 总线总长度需小于总线总长度需小于 1000 米，分支长度需小于米，分支长度需小于 60 米。所带仪表数量由米。所带仪表数量由 FF 电源的配电能力确定， 建议仪表数量少于 电源的配电能力确定， 建议仪表数量少于 12 台。台。 2.总线安全栅配置方案总线安全栅配置方案 通常现场 Zone 2 或 Zone 1 的区域要比 Zone 0 区域更广泛，且 FISCO 的应用受总线距离和配电 电压的限制，基金会推荐了增安型防爆主干线，本安型防爆分支的解决方案。该方案的核心是采用 本安 ia 认证的现场总线安全栅（Field Barrier） ，它可安装在危险区 Zone 1 和 Zone 2。采用增安型的 主干线使得网段可以采用高可靠性的配电方案， 并为网段提供足够的能量以挂接足够多的现场仪表。 AM712-S 使用手册 17 独立的本安分支使得 Entity 和 FISCO 认证的现场仪表可以挂接在同一个主干线上。如下图所示，配 电电源采用常规的 FF 电源，现场侧可采用多个总线安全栅进行连接，FF 现场仪表可以位于 Zone 1 或 Zone 0 区。该网段的配置特性如下： 1. 电源输出电压 28.0 VDC 500 mA 2. 最后安全栅的最小电压 16 VDC 3. 到最后安全栅的最大压降 12 VDC 4. 每个安全栅的分支有且仅有一个仪表连接 5. 安全