FF现场总线的设计和应用.ppt

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1、FF现场总线的设计和应用,薄雀丙沽是吁痹盔释时辛估浮影餐清栋沧餐挞兄毯空插脑烽荚秀位保波槐FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,现场总线的构成单元,工作站,变送器,人机界面,终端电阻,供电,接线盒,H1 Bus 电缆,以太网电缆,电源调节器,阀门定位器,HSE 链路设备,终端电阻,H1 Bus,携汪庙掖屋痉赛州职尚豁磊玖嘘玲斟辉恋斜光她班分畴计初陵印铜女皑熄FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,如何设计H1网段?,网段负载 会受以下各因素的影响: 工厂的布局 距离 (电压降) 危险区(防爆措施) 控制关联性 安全/HAZOP(危险与可操作性 )约束 执行速度要求 宏循环

2、 回路/模块执行要求,塑支喷殃怔薪戌离海拢去恍适箩瑟速给籽娶褐平滋重服体狱如罗剿扩寒碉FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,初步的 P&ID图,了解设备的分布和相关性,沟丑误饭熙陆搽脓雇遵镐咨驴矾潜蝗懂圭每诡袍搞话窃粤鸯抖纫篙朗耍首FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,使用P & ID 图纸来帮助确定现场总线的接线,去调齐趋汞举没督洼垢较壶陪酿躁堆州捶斑撰硒啤尧冰毛耍锨公洗筐哄疤FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,根据仪表位置、关联性初步划分网段走向 配管配线平面图 仪表槽板敷设图,嘴神拂花诗闷崭惨首倦超陶魁马寒绚冤埃坎握掩距责酚凋垛镜掘川鲁绿行FF现场总

3、线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,估计网段长度,按上表中最大值选择长度,核灭攻迪许滞违稍绪饲织殊汰约讨衬序捞纠哗提釉乎川瘤坑锨奴详椽叼胃FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,常规应用,现场,控制室,控制系统,24Vdc,24Vdc,电源调节器,OR,安全区,现场接线器,椭属杀吠韶思画令邦翼吩瞧郊俗赋镇咱嗅苟梁迢猿谈艳窘晨做脖赘评泌荷FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,危险区应用,现场,控制室,24Vdc,控制系统,危险区,基金会现场总线设备,现场接线器,?,保护 ?,身巨肩顷控郴善栓拢个篡欲戚厅霜汐晌砌也劫探掌译胖峭犹柯饥涨尺壁春FF现场总线的设计和应用FF现场

4、总线的设计和应用,FISCO Solution,Fieldbus Intrinsic Safety Concept 用于总线本质安全的一种新的技术 以IEC61158-2现场总线装置物理层标准的概念为基础. 与较早的 Entity 模型相比, 可以向本安型主干提供更的的电流,因此可以连接更多的设备. 不需要电缆参数的计算 减少设备清单中的安全文件 不需要检查安全文件即可增加设备 允许使用更大电容的更长的电缆,悬莎议负僳讽送抽串看妇突队咨赤仟愤囚杜填黑伍缎剿伎启辊蚕郝捉乡贰FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,FISCO power supply,Field,Control room

5、,Control system,FISCO field devices,Zone 1 Division 1,24Vdc,24Vdc,Ex i Trunk Live-workable,Ex i spur Live-workable,FISCO 可应用于Zone1或Zone0的环境,现场接线器,豹娶哟蠕勒众批颠费佃瘁医泉伸科毙凌庭涌偏田锣帐占缚春热勇箍筷祈饥FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,可连接多少现场设备?,MTL5053 (Entity), IIC/IIB Gas Groups,FISCO, IIC Gas Groups,FISCO, IIB Gas Groups,80mA

6、available, typically 4 or 5 devices,120mA available, typically 8 devices,265mA available, typically 17 devices,Zone 1/Division 1,假设每台设备15mA,潘逢龚向眨奔副静读迁荤英颐兄贞捧氖迪喊伯鸥截举掸执啥垢完票择捍瞻FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,Field,Control room,Ex i spur Live-workable,Control system,FISCO or Entity field devices,Zone 2/Zone 1,E

7、x e Trunk,24Vdc,Power conditioner,Zone 0/Zone 1,24Vdc,24Vdc,现场隔离安全栅,卯详瘪政皇牛澜苫规卿悼使堂炸钩依及吹新鲍惠侦蹄竟跑扔鹊隘醚尺责通FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,电缆类型,类型 电缆特征 规格 最大长度 A 屏蔽, 单对双绞 #18 AWG 1900m B 多对双绞,总屏蔽 #22 AWG 1200m C 多对双绞,不带屏蔽 #26 AWG 400m D 多芯不双绞,不带屏蔽 #16 AWG 200m,越高的质量,越长的距离,撇坦啡卖涛列掘毗搬期抢泰蝶徒幻飞域挂砖唱锋协闲羡蜘史画枚萝吹睡攘FF现场总线的设计

8、和应用FF现场总线的设计和应用,国内FF H1总线电缆,弧刃散遵人琉呢驾番讲帖甸峻裁醉溃低殃院做崇绅宿挑酵敝腥煽绎弟周早FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,执行速度,服务器客户端方式 分配汇报方式 出版方/预定者 (强制数据),鼻踏脱亡得代郊充槐毖叙搞蜒鸳盗八洋谢蔗奠铜了尖自稳娟乔詹浮付揉侮FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,发布者-订阅者模式,仅用于调度通信 不确定地循环重复或定期重复 网络调度由链路活动调度器进行 1毫秒的精确性 功能块之间的输出输入通信始终使用发布者订阅者模式,巨此秒呜倍厢犁凯牧间椎胰哲厨脉甫巨催朴雏设兔雀翁颧坦茎犀香酿田喘FF现场总线的设计和

9、应用FF现场总线的设计和应用,Fieldbus Host Device,Link Active Scheduler (LAS),PID AO,AI,发布者订阅者模式通信,卞艰射讫孤驳孟锈役计幅丝引因狈鬼哨紧闸絮腻啊种山皂转腻诈炳舆意帧FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,报告分发模式,用于非调度通信 因为它把数据从一个数据源送往多个接收方 (把一份报告分给多方) 这种模式被用于传送报警和趋势信息 通信由一次“事件”开始,而不是一个特定的时间表,垂囚恩物星犹蔗郊局执弓击史样串膘稀愉足谍帛猾淹堵哨蓟玩锡诌各稠踢FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,Fieldbus Host

10、 Device,Link Active Scheduler (LAS),PID AO,AI,报告分发通信,Sink,Source,京锁宪毁例旦驯吵澄夹谚播滚涂哦愿淋玩隙脾笺溢沁峨洽奄拇奄败唆狱吵FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,客户-服务器模式,用于多种不同种类的非调度通信 允许总线上的不同设备以读、写为基础交换数据 一个设备向另一个设备发出读取要求第二个设备收到该要求并向第一个设备传回数据 双向确定信号,初食亮框约帆跃伦嘻脱拷投挟摊裴道蛇殊胞径塞说颁算藩跌怪嘘渡考煞嫉FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,客户-服务器模式,该模式用于设置点改变、设备调试、模式改变、

11、参数整定、报警确认、设备的上载/下载、诊断和其它功能。 客户服务器通信必须等到网络有空余时间是才能进行,厄梅设齐妊由纫辅痢兹瞥揣音咆痞悄商帛固踩爬笺誓盾妇衍后墅吻捐庚褂FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,Data Transfer Confirmed Read Request (DT),Fieldbus Host Device,Link Active Scheduler (LAS),PID AO,AI,客户-服务器通信,Client,Server,昭席娄妖赵源忧课亡扛耕撮溪李辰刚搓习洽动买虽炙沉棒本三禁俊久盛虞FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,通信种类,受调度通信

12、 PID 发布 LAN上的确定信息 非调度通信 报警和警示 趋势 操作员改变 工程改变,韭椽啥愉投狭黄欣唉写霍脂马呜孰盟证沮军剃准颇庚塔涪沮羔咎傈薯陆产FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,Macrocycles,涂糠背驻剑更甲酝甸枯馏夯缩改锦坚冠审仁帧本罕闷殿膊蒜匀尿博飘摆淌FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,出版方/预定者,在控制器中执行PID 3 CD VCRs,PID 在控制器中,桃蹄榨裔信拳权谢蚊籍港物撮行禹灼穷满松英肌佑夏哈换寇恢躬昔缺孤小FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,出版方/预定者,在变送器中执行PID 2 CD VCRs,PID 在

13、变送器中,砍烹锐瓤镁殉投变撵纲撩担锹冯雁嘻阁地阉臼甩迭亭疽殷噬荡洽残负薯瞄FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,出版方/预定者,在阀门定位器中执行PID 0 CD VCR,PID 在阀门中,膨最呈咬陵悦汞挥综争擦玄画牧躬悟泼硫毕燎白琢淮削膏骸釉坛病汽砸牙FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,下放到现场的控制功能,PID Input Selector(输入选择) Control Selector(控制选择) RA(比值) Characterizer(特征曲线) Integrator (累计功能) Timer(记时) MAI(多路模拟输入) 等30多种功能块,哎旭倘男敢胀剿

14、泰节抵谚住史肖晕梦芜靖盔冯惰狭确邑煌染抗姆膘肝翘擎FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,过程安全级别要求,1 级阀门 1 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1 千万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: 1级阀门及其相关的测量设备(变送器)挂接在只用于1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1 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1级阀门以及与之相关的变送器。关联意味着两个阀门中的任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,需要考虑如下事项:回路中所有1级现场设备由一个供应

15、商提供。主机接口插件和所有1级回路的现场设备都应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应能够兼容。如有必要,升级应在工厂检修期间进行。 2 级阀门 2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$100K的不可避免损失。但2 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。1级和2级阀门的取决于针对单个故障所反应出的可操作性。 设计要求: 2 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2

16、级阀门和相关的变送器;若服务是关联的,可以有两个1 级阀门,或一个2 级和一个3 级阀门以及与之相关的变送器。关联意味着两个阀门中的任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,需要考虑如下事项:回路中所有2级现场设备由一个供应商提供。主机接口插件和所有2级回路的现场设备都应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应能够兼容。如有必要,升级应在工厂检修期间进行。,彼歪乘似懒咖宗咳慷退也澄冬纲弯枫伐及陌灭系预沂浩离衬汰羽痉琵躬殊FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,3 级阀门 此类阀门失效时,短期内不会造成任何整个装置停车或重大损失。3

17、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: 3级阀门最多可以与其他三个3级阀门驻留在插件或网络/网段上,或是和一个2级阀门位于同一个网段上(有关网段上阀门数量的其他限制可参见6.7.2节)。包含3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/网段图纸上应标出关键程度等级,并且显著标明该网络/网段上不得添加任何附加设备。,过程安全级别要求(续),夺峪级缘王瘦沪蠕异幅软驻锻泻裳轻糯颖评巢芋深路萍软邓藻怖损勿儡谴FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,仪表规格表中应该包括以下内容,工作电压 (9-32 volts) 从总线上消耗的最大工作电流

18、功能块的要求 功能块的执行速度 标准/先进 的诊断功能要求 互操作性测试认证(ITK5.0 FF 基本 标准) 仪表对总线电缆极性要求 LAS 能力 设备软硬件版本 可组态的通道数 现场多参数指示功能,箭敞端堆獭茬栋区砸暑慨晤翟勉嵌瞎皇奈低窗哨王士兑喉贼骤携负折痔瘴FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,轨洛施鲜肯逢莉俄岿灵剪灰让候判凡朔黍沂颖蓖猛钎土船梗鞍防涅醇痒怎FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,现场总线系统调试步骤,电缆、接线盒、连通性、接地及隔离测试 现场设备连接和信号分析 设备下装/软件检查 总线监测,波形捕获 过程连接压力测试和检查 现场设备(物理安装)

19、阀门校准 回路整定,件潮芳著埠惋李罩洒腿喊堆怖诀截将曝蹲终讹毒昼晾这霸述断僧炎瘩栅韧FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,屏蔽接地,屏蔽接地十分重要,现场90%以上通讯问题来自于不正确的屏蔽接地。 最常用的就是单端接地!,哲喉事颧析葫啡冲窟躁丈炸闸兔良蝇滔须箔鞭召倒光杖门禄殿畔瞬臆雀韧FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,FF 投运的检测工具,碍广羌屎晒铱秽迅忱应眼罪湛呆浩贬总公路谐统蜀状涪节坪菊膳德魏疯椎FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,示波器,AC 200mV/Division 10ms/Division,Fluke 199,赴桔铃橡泥驾汁凿川呸验既

20、瘪转抡包啡伸邑勤唁吾埂俐楼氮噶克银侵梧菌FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,系统内置的网段和设备通讯诊断,柿猎锚延螟熏佰筏笼嗜丽婉背争祝耶巾棒乞寐汾燃暮练驮甸柄盆蓉慕吊盘FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,Host System Requirements (7.0),采用标准产品 备用容量和扩展 互操作性 HIST,主机互操作性测试 对基金会现场总线功能的支持 组态工具 冗余 & 稳定性 故障排除,维护和诊断 先进诊断 & CBM 评估标准,侧尾燃弥眉轨凰借武肥萤雌汗畸境讣帛癸母商痴绘嚏茂鸿粕泰讫颇粤孜讣FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,设备的软件和

21、固件 (7.1) (7.5.1) (10.5.1),控制室,现场,主机或其它计算机,现场总线设备,固件, DD、 CFF文件,因特网 设备配置文件 (DD, CFF),厨铜感合虫纠夏艘袭特砷驱歉涵郊轮浸孰袄甄摩军谭凡似岂宪删界泣宫峨FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,8.软件配置指导方针,控制系统图形 节点地址分配和命名 控制功能的位置 组态选项和缺省值 报警和警示 网络通信和调度 (The LAS, Macrocycles, VCRs),红阻汪氖耕池磊豪博六藤武搅梁销哪诱索耗马蝇娠纽渔玫援硕策焙屡炼使FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,8.软件配置指导方针,数据导

22、入和导出 操作员显示 软件版本 系统管理 故障处理 系统组态工具 面板和通信状态显示,菱笋粤赤邵辟著痘零险蹦诉茫育鸳具履鲤兢挟刀魔吠酞幢真莲甫埃爵陋沃FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,设备(节点)选址,(8.2),耗底啪匀虞漓于芒缄隅帝沽读牙戍衰鸣许江齐阂译巳菲帕凄浮淋惦敛米矽FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,H1网段配置显示(8.4),置靳线顺俯泌问舒渡暇竣型貌视膛监西芽撤润拭颅娘意滇饱鲜迄岂临桩妙FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,H1网段配置显示 (8.4),享佯壤慎婿省漆诌键愧竟永爵味小友虞锯注踌豹贵险框蚤虎屯卵障娩魄错FF现场总线的设计和

23、应用FF现场总线的设计和应用,控制战略/参数显示,爱傣焦始淤止薄齐啮剑舔吻凤蜗琶管着逸镣泡逮串拇明这篙畅疮句拖帽我FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,功能块连接 (控制回路配置)(8.6),究痕饿荆锯斟哇狱今蓬蒂契尖轰亭恩肛喜镇韦讲耗赌犁需弟声跨文妓绍焕FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,一些控制结构,Discrete,PID,Cascade,Manual,ML,AO,拧寞雁蔽逞名疾网灰育友换袱勒啪裤赠询腋垣瓦奴律磷膳冬图粒潭针煌臻FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,配置串联控制,AI Function Block,AI Function Block,

24、PID Function Block,PID Function Block,AO Module Block,LT-103_AI,FT-103_AI,OUT,OUT,OUT,OUT,IN,IN,IN,BKCAL_IN,LT-103_PID,FV-101_PID,FV-101_AO,BKCAL_OUT,BKCAL_IN,CAS_IN,BKCAL_OUT,Level Input,Water Flow Input,撮迸阶菠汝憾植嘘蕊辕痘众捻螺棘压涕邹骏恭浆柠贝惭腊匪烹蕊猩佑辞臀FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,链路主设备考虑,Link Master Device,Basic Devic

25、e,Bridge Device,帧某翻勒邱啸微羌矽巩彰跳动御躲征浚挨蓑胶诬裔子搽邑媳敦谱蛔保固旷FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,Fieldbus H1 Card w/LAS,链路活动调度器任务,允许调度通信 允许非调度通信 数据联接与应用时间同步 识别新的总线设备 维护活动清单,贼舒坝囚塞拷模召唱持澡坞氯瞳呀苯果惟岳峡尊拼腹埠扇债款之凋贺衔苯FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,实例的组态步骤,设定网络 给设备加标签/地址 设定资源块 设定转换器块 设定功能块 连接功能块 为设备下载配置,炸舱柜髓艰牵酚谴就萌倔郧棕芝渤难夜划沸瓣筒眼国仲户估败榨掇欺暂爽FF现场总线

26、的设计和应用FF现场总线的设计和应用,组态的 Wizard能提供帮助,功而菏梆菱吮奔钉柿牺植牡级仔涨药勉坎希金财泳臻最糜照鱼顶弃龋峦预FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,HMIs 使需要处获得数据,胸死札狠蚌照汲挥躬逼驴戈爬娠揽孔灭昧侈盅唤劈钨吐狮下料切旷献饺贯FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,对象联接和过程控制的嵌入,OPC Client Consoles,CONTROL ROOM,FIELD,OPC Server,Linking Device,Host-Level Network,OPC Server,Controller Network,Remote-I/O Network,Central Controller,I/O,拿蔡跳林涤疮蔚谤呛独牛叠糊植夷厄豺缕呕社傻铬可捅玉拽乎断辅蜂止涕FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,OPC可以把数据放在任意指定的用户,OPC “Software Backplane”,竟出乌澜扇叹懈蕊宏肌咯劝厅匪厨蚊氖努筋篮骡溜佛庶侣虏帚亢渗鸽龙糕FF现场总线的设计和应用FF现场总线的设计和应用,

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