FF设计与安装修改ppt课件

《FF设计与安装修改ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《FF设计与安装修改ppt课件（55页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 H1的网段设计 网络系统图网络系统图n提供一张网络拓扑图来说明所有的网段、控制器、通信路径、历史数据和操作员界面是如何连接在一起的。n这张图纸应对系统作功能性的描述，应该说明各个网段安装在什么地方，安装在哪个运行装置或工段，但无需对网络/网段上的设备进行具体描述 Host NetworklatigidController:01H1 Card:01/02/03/04DPP-001-010101-01DPP-002-010102-01DPP-003-010201-01DPP-004-010202-01DPP-005-010301-01DPP-006-010302-01DPP-007-010401

2、-01latigidController:02H1 Card:01/02/03latigidController:03H1 Card:01/02OPC SERVEROPC CLIENTWORKSTATIONOPC CLIENTWORKSTATIONDPP-009-020101-01DPP-010-020102-01DPP-011-020201-01DPP-012-020202-01DPP-013-020301-01DPP-014-020302-01DPP-IS001-030101-01DPP-IS002-030102-01DPP-IS003-030201-01BPSFFPSBPSFFPSFIS

3、COFISCOBus OutDPP-008-010402-01Bus OutBus OutBus OutBus OutBus OutBus OutBus OutBus OutBus OutBus OutBus OutBus OutBus OutBPSFFPSNOTE:Bulk Supply and FF Power Supply/Conditioners should be redundant and OvercurrentprotectionController should be redundant.Short-circuit protection shall beprovided on

4、each spur.FISCO FFPS should be authenticated.Bus OutBus OutBus Out网络网络/网段图网段图 n用网络/网段图取代传统的回路图，说明一对导线上所连接的设备 n当控制回路位于多个网段或包含有传统I/O时，则除了网络/网段图外，还需要使用传统的回路图n无需在网络/网段图中说明显示、功能块和组态等数据 n DPP-003-010201-0150mBus inController 01H1 Card 02Port 01DPP-003-010201-0325mi nS 0S 1S 4S 3S 2S 6S 5S 7S 8DPP-JB-02DPP

5、-003-01-03-PI131120mDPP-JB-01i nS 0S 1S 4S 3S 2i nS 0S 1S 4S 3S 2S 6S 5DPP-JB-03DPP-T-001-01DPP-003-01-04-LT131320mDPP-003-01-02-LY1313/20mDPP-BPS-01DPP-FFPS-01DPP-T-001-01DPP-003-010201-02/20mP T1311L T1313L Y1313P T1313P T1313L Y1313L T1313L T1313L Y1313P T1311L T1313L T1313L T1313L Y1313L T1313LA

6、S-backupTY-3542PIDTIC-3542OUTBK_CAL ININAO TY-3542BK_CAL OUTCAS_INTT-3542AITT-3542OUTDPP-014-05-03-TT354210mDPP-JB-014-05DPP-T-014-02i nS 0S 1S 4S 3S 2S 6S 5DPP-014-05-05-TY354210mT T3542DPP-014-020302-0510mT Y3542n除了标准回路图的资料外，网络/网段图还应该包含以下FF系统的资料：nl 标题区应该含有“网络名称”。网络名称应包含有“控制器名称、卡号和端口号”。例如，如果控制器名称为“

7、01”，卡号为“08”，端口为“1”，那么网络/网段名则可以表示为“XXX-010801”。nl 所有的网络连接。包括H1接口卡、大容量供电电源、FF总线电源、以及贯穿于该现场的设备、接线端子、接线箱和终端器。l所有网络/网段和现场设备都需要做标识。所有分支电缆都应该以仪表位号作标识，并标明所有电缆的长度l应该清楚地说明“风险等级和网络负荷”。l应该标识出后备LAS。l应该清楚地说明终端器的位置。仪表位置图仪表位置图 n为了精确地确定总线分支和网络/网段电缆的长度，需要一张三维的图纸来说明仪表的位置。现场总线系统的设计需要使用这些信息，因此必须尽可能早地得到位置图，而且要足够准确 P&I图n应

8、该在P&I图上说明现场总线仪表nFF信号配线的线路符号应该用带有实心圆点的长线表示P&I图中现场总线符号的表示法仪表清单仪表清单 n按照传统仪表要求给出仪表清单n应该为每个设备标明以下的内容：nl 一个设备是否为现场总线设备nl 总线类型nl 软件版本nl 功能块仪表技术规格书 n按照传统仪表要求来给出一个适用的仪表技术规格书 n同时还需要补充有关现场总线的技术数据 n应该采用标准的，并带有下列附加项的仪表技术规格书来详细说明FF总线仪表nl LAS能力是/否）nl 最小操作电压VDC）nl 静态最大电流mA）nl 端子的极性敏感性是/否）nl 设备版本nl 设备描述版本nl CF版本nl 通

9、道号及其描述，（如通道1传感器1，通道2主体温度，通道3传感器2等）nl 可用的功能块，（如AI_1、AI_2、PID_1等）冗余控制器需要冗余H1接口需要冗余供电电源需要DC供电电源的电池容量需要-最小30分钟冗余电源调理器需要现场备用LAS需要阀门定位器的控制块首选在简单回路中变送器的控制块只在串级主回路主机的控制块需要在复杂回路中阀门/网段危险度等级需要每网段的最大设备数12（6.4或6.7中有特别规定外，采用缺省值）每网段的最大阀门数4（6.4或6.7中有特别规定外，采用缺省值）中继器需要经工程中主要工程师的批准网络/网段风险管理选项n阀门和网络等级 n等级1阀门的故障会导致整个系统的

10、出错，会引起整个单元的瘫痪或造成超过1千万美元的经济损失n等级1的阀门和相关测量设备变送器应只位于等级1的H1控制网络中。一个网段可采用一个等级1的阀门和相关变送器；如果服务彼此相关，则采用2个等级1的阀门和相关变送器。所谓相关意味着两个阀门之一可关掉相同的设备 n如要保证互操作性，需要在回路中采用由同一个厂商提供的等级1现场设备。n等级1回路上的主机接口卡和现场设备要独立地进行互操作性测试。n设备和接口卡在网络中要互相兼容。n如果有必要，在工厂大修时进行升级。n网络/网段设计图要显示危险度等级，并明显地标明在网络/网段中将不能加载额外设备。n等级等级2的阀门和网络的阀门和网络n等级等级2阀门

11、的故障导致整个系统的出错，会引阀门的故障导致整个系统的出错，会引起整个单元的瘫痪或造成超过起整个单元的瘫痪或造成超过10万美元的经万美元的经济损失。济损失。n等级等级2的阀门可以通过快速故障处理或手动控的阀门可以通过快速故障处理或手动控制进行故障状态恢复。制进行故障状态恢复。n如果服务是相互独立的，一个网段可采用一如果服务是相互独立的，一个网段可采用一个等级个等级2的阀门和相关变送器；如果服务彼此的阀门和相关变送器；如果服务彼此相关，则采用相关，则采用2个等级个等级2的阀门，或等级的阀门，或等级2和等和等级级3的阀门各一个及相关变送器的阀门各一个及相关变送器 n如要保证互操作性，需要在回路中采

12、用由同一个厂商提供的等级2现场设备。n等级2回路上的主机接口卡和现场设备要独立地进行互操作性测试。设备和接口卡在网络中要互相兼容。如果有必要，在工厂大修时进行升级。n网络/网段设计图要显示危险度等级，并明显地标明：在网络/网段中将不能加载额外设备。等级3的阀门和网段等级3阀门的故障导致整个单元的短期瘫痪或主要的操作损失。等级3的阀门不需要操作员的及时处理，就可回到原来的故障位置 等级3的阀门最多可以与其他三个等级3阀门或一个等级2阀门同处在一个网段中 等级3的控制网络可包括只用于测量的设备在内的多个厂家的设备 n等级4网段无控制n等级4设备是一种只用于测量不用于控制的设备，可在网络/网段中对其

13、中断进行组态 n升级可以在线进行。网络/网段设计图要显示危险度等级 n不管在设备中有没有PID算法，网络/网段的短路或电源故障都要使阀门调节到指定的故障位置 n在正常运行中，带主要过程变量的变送器及其相关阀门应处在同一网段上，这是允许基于现场控制的必要条件 基金会现场总线的负载和计算基金会现场总线的负载和计算n网络和网段的负载由以下网络和网段的负载由以下4 4个因素决定个因素决定n风险管理标准风险管理标准n所需裕量所需裕量:25%:25%n网络宏周期网络宏周期macrocyclemacrocycle的自由时间的自由时间n网段压降和工作电流的限制网段压降和工作电流的限制n网段执行时间网段执行时间

14、 n一般使用的缺省网段执行时间为一般使用的缺省网段执行时间为1 1秒秒 n每个网段的最大设备数如下：每个网段的最大设备数如下：n对只用于监视的测量用网段，限制在对只用于监视的测量用网段，限制在1212个设备个设备n对需要对需要1 1秒执行时间的回路，限制在秒执行时间的回路，限制在1212个设备个设备和和4 4个阀门个阀门n 对需要对需要0.50.5秒执行时间的回路，限制在秒执行时间的回路，限制在6 6个设个设备和备和2 2个阀门个阀门n对需要对需要0.250.25秒执行时间的回路，限制在秒执行时间的回路，限制在3 3个设个设备和备和1 1个阀门个阀门 配线与安装现场总线网段的构成主设备主设备总

15、线设备可以设备可以接在接在“支线上支线上现场设备现场设备终端器终端器终端器终端器总线现场总线现场总线供电电源供电电源最长最长1900M电源调理器电源调理器本质安全本质安全ISIS装置装置nIS现场总线安装设计要遵从非IS安装的技术指南。nIS由于本质安全需要引起对电源的限制。这一限制名义上为80mAnIS应用中，电缆应满足：nn符合IS电感/电阻率的限制nn符合IS电路的色标规定nIS电缆通常使用浅蓝色配线与安装本质安全TTISD安全区安全区危险区危险区实质实质安全栅安全栅DISP本质安全栅本质安全栅T=终端器终端器P=电源电源D=设备设备DIS=本安设备本安设备TIS=本安终端器本安终端器F

16、ISCOnFISCO（FieldbusIntrinsicallySafeConcept）n传统的本质安全安装及其相互连接规范会限制现场总线本质安全I.S.）系统的应用。n能否互相连接的标准是相关供电单元传送的电压Vo）、电流Io和功率Po是否小于等于本质安全仪表所能接受并保持本质安全状态的电压(Vi)、电流(Ii)和功率(Pi)。n连接到总线上的其他每个设备不指终端器的最大残余电容Ci和电感Li要各小于等于5nF和10H。H1H1网段的布线与安装网段的布线与安装H1H1基本网段的构成基本网段的构成最大电压最大电压:32 V最小电压最小电压:9 V电源调理器的额定电流电源调理器的额定电流例如例如

17、:350 mA调理器调理器大容量电源大容量电源ImaxVminVmax+-+-Vdevice终端器终端器S1S2S3SnT1T1S1S2S3Sn终端器终端器T T位于主干两端位于主干两端T1-T1-主干长度主干长度S -S -分支长度分支长度 T1+S1+S2+.Sn1900 m总线分支型与树型拓扑总线分支型与树型拓扑 电缆长度电缆长度PCPSTPCPSTTT混合拓扑混合拓扑 电缆长度电缆长度T1S1S3SnS23S22S2S21T1+S1+S2+S21+S22+S23.+Sn1900 mPCPSTT至控制室至控制室(一对或多对一对或多对)(有屏蔽有屏蔽)现场总线现场总线终端器终端器内部分线盒

18、内部分线盒 现场设备现场设备双绞线双绞线(有屏蔽有屏蔽)屏蔽线没有示出屏蔽线没有示出接线盒接线盒连接件连接件网段的最大长度n在H1网段中任意两个设备之间最多可接入四个中继器n使用四个中继器时，网络中两个设备之间的距离最长可达9500米现场总线中继器现场总线中继器现场总线中继器现场总线中继器 现场总线分段现场总线分段 现场总线网络现场总线网络-可达到可达到 9500米米TTTTTTTTTT=终端终端T对电源的要求对电源的要求 n24 VDC24 VDC大容量电源大容量电源 n现场总线供电电源现场总线供电电源FFPSFFPS要求要求2035VDC2035VDC电压电压n可由大容量电源可由大容量电源

19、BPSBPS提供提供240/120 VAC 240/120 VAC 到到 24 24 VDCVDC转换转换n采用原有采用原有24V24V仪表供电电源仪表供电电源n调理后的总线电源大约在调理后的总线电源大约在19 VDC 19 VDC n冗余：应该采用两个分别的、独立的电源线路冗余：应该采用两个分别的、独立的电源线路为大容量电源供电。大容量电源也可以由为大容量电源供电。大容量电源也可以由UPSUPS供电，或采用备用电池。供电，或采用备用电池。n应该为每个应该为每个FFFF电源调理器的供电者提供过流保电源调理器的供电者提供过流保护护 n大容量电源的负端应该接地大容量电源的负端应该接地FFFF电源调

20、理器电源调理器n要求为每个要求为每个H1H1网段配置网段配置1 1个电源调理器个电源调理器n原因：如果一个普通直流稳压电源用于现场总线供原因：如果一个普通直流稳压电源用于现场总线供电，该电源会吸收电缆上的信号，因为稳压电源要电，该电源会吸收电缆上的信号，因为稳压电源要试图把电压维持在常值水平。因而直流稳压电源必试图把电压维持在常值水平。因而直流稳压电源必须被调理后才能用于现场总线。须被调理后才能用于现场总线。n原理：在电源和现场总线线缆之间放置一个电感，原理：在电源和现场总线线缆之间放置一个电感，是把现场总线信号与低阻抗的大容量电源隔离开来是把现场总线信号与低阻抗的大容量电源隔离开来的一种途径

21、。电感容许直流电源在线缆上通过，而的一种途径。电感容许直流电源在线缆上通过，而防止数字信号进入电源。防止数字信号进入电源。n作用：该电子电路提供现场总线电路对地的隔离、作用：该电子电路提供现场总线电路对地的隔离、在电缆短路时对该段的限流、以及对现场总线信号在电缆短路时对该段的限流、以及对现场总线信号的高阻抗。的高阻抗。n总线电源调理器应该是冗余的，且输出电总线电源调理器应该是冗余的，且输出电流受限流受限nFFFF电源调理器对电源调理器对FFFF信号提供阻抗匹配信号提供阻抗匹配 n电源调理器应该由冗余的主辅大容量电源电源调理器应该由冗余的主辅大容量电源供电，供电，n冗余的冗余的FFFF电源调理器

22、在故障或失效时都应电源调理器在故障或失效时都应该在主机系统中通告该在主机系统中通告 FFFF终端器终端器n每个总线段的两端都必须各有一个终端器每个总线段的两端都必须各有一个终端器n终端器用于防止数字信号在总线电缆端点的反终端器用于防止数字信号在总线电缆端点的反射。射。n当信号在电缆上传输而遭遇中断时会产生反射，当信号在电缆上传输而遭遇中断时会产生反射，信号的一部分在中断处按相反方向回波传送。信号的一部分在中断处按相反方向回波传送。n这种反射是造成信号扭曲畸变的一种噪声。这种反射是造成信号扭曲畸变的一种噪声。nH1H1终端器由终端器由1F 1F 电容和电容和100 Ohm 100 Ohm 电阻串

23、联构电阻串联构成成n终端器可置入某些部件终端器可置入某些部件(如如FFPSFFPS、连接件、连接件)中中n这些终端器可以被永久安装，采用这些终端器可以被永久安装，采用DIPDIP开关或开关或通过跳线进入使用状态通过跳线进入使用状态n两个终端器之间的连线被定义为主干两个终端器之间的连线被定义为主干 总线中继器总线中继器n借助中继器可有效地把网络分成更小的网段借助中继器可有效地把网络分成更小的网段n如果网段需要延伸到超过如果网段需要延伸到超过19001900米，可使用中继米，可使用中继器器 n中继器整形放大信号，改进通信的可靠性中继器整形放大信号，改进通信的可靠性n中继器在网络节点计数时替代一个现

24、场设备中继器在网络节点计数时替代一个现场设备 n通过添加中继器组成一个新网段时，要求在该通过添加中继器组成一个新网段时，要求在该新网段的两个端点各增加一个终端器。新网段的两个端点各增加一个终端器。n采用中继器为总线提供增加设备数量的能力采用中继器为总线提供增加设备数量的能力 n中继器最常见的用途是把中继器最常见的用途是把ISIS段连接在一起。因段连接在一起。因为一个安全栅只支持为一个安全栅只支持3-43-4个设备，要使每个网个设备，要使每个网络有络有1616个设备的负荷，在一个网络上需要有多个设备的负荷，在一个网络上需要有多个安全栅个安全栅 接线箱接线箱n推荐所有主干和分支在现场接线箱中连接推

25、荐所有主干和分支在现场接线箱中连接n没有接线箱时可由防雨浇注块作为接插连接器没有接线箱时可由防雨浇注块作为接插连接器 n对分支连线要有短路保护，短路保护器连接在主对分支连线要有短路保护，短路保护器连接在主干或主网络电缆的端子块干或主网络电缆的端子块n为每个分支的连接设有指示器，指明何时分支处为每个分支的连接设有指示器，指明何时分支处于短路和过流状态，指明何时总线电源工作正常于短路和过流状态，指明何时总线电源工作正常 n分支电路应该有阻燃等级分支电路应该有阻燃等级 电缆电缆nA A型电缆的特性型电缆的特性n导线型号：导线型号：18AWG(0.8)18AWG(0.8)n屏蔽：屏蔽：9090n衰减：

26、在衰减：在39KHz39KHz下，下，3db/km3db/kmn最大电容：最大电容：150pF/m150pF/mn特征阻抗：特征阻抗：31.25KHz31.25KHz下，下，100100上下上下20%20%n H1的电缆类型n型号 长度米 特征阻抗 电阻系数 衰减db/km）描绘n A 1900 100 22 3 单屏蔽双绞n B 1200 100 56 5 屏蔽多股双绞线n C 400 未知 132 8 无屏蔽多股双绞线n D 200 未知 20 8 外层屏蔽n 多芯非双绞线n在不用中继器的场合，现场总线网段的最大允许长在不用中继器的场合，现场总线网段的最大允许长度为度为1900m1900m

27、62326232英尺）。网段的总长度由主干和所英尺）。网段的总长度由主干和所有支线长度相加得到。有支线长度相加得到。n支线长度从支线长度从1m1m到到200m200m不等。每个支线只允许连接一不等。每个支线只允许连接一个现场设备。个现场设备。n长度小于长度小于1m1m的支线视为分线。的支线视为分线。n支线的最大允许长度为支线的最大允许长度为200m200m，但任何大于，但任何大于100m100m的支的支线都需要经主管批准。在布线中选用多分支方案需线都需要经主管批准。在布线中选用多分支方案需减少支线长度，其长度推荐为减少支线长度，其长度推荐为30m30m或更少。或更少。n极性极性n布线的极性在整

28、个网段的设计和安装中要保布线的极性在整个网段的设计和安装中要保持一致。持一致。n有些现场设备对极性敏感，因此要保证极性有些现场设备对极性敏感，因此要保证极性的正确性。的正确性。n接地接地n设备的信号线不能用于接地。设备的信号线不能用于接地。n安全接地需要通过信号电缆外部的单独导线进安全接地需要通过信号电缆外部的单独导线进行。行。n现场设备的双绞线，其两根导线在网络中任何现场设备的双绞线，其两根导线在网络中任何一点都不能接地，双绞线接地会导致网络中所一点都不能接地，双绞线接地会导致网络中所有节点失去通信能力有节点失去通信能力 n网络中的电缆屏蔽线应该只在现场端子汇集网络中的电缆屏蔽线应该只在现场

29、端子汇集主机端一点接地。现场仪表的电缆屏蔽线主机端一点接地。现场仪表的电缆屏蔽线不能连接在仪表的接地点或底盘不能连接在仪表的接地点或底盘 。n雷电防护雷电防护/浪涌保护浪涌保护n在发生雷电或感应负载的起停区，需要浪涌在发生雷电或感应负载的起停区，需要浪涌保护。浪涌抑制包括低电容的高速硅雪崩二保护。浪涌抑制包括低电容的高速硅雪崩二极管、火花隙、正常或通用模式的保护、以极管、火花隙、正常或通用模式的保护、以及电气安全接地栅格等，及电气安全接地栅格等，n浪涌保护典型地安装在位于容器或精馏塔顶浪涌保护典型地安装在位于容器或精馏塔顶端的现场设备上。端的现场设备上。n浪涌抑制设备不能衰减现场总线信号浪涌抑

30、制设备不能衰减现场总线信号 现场设备供电现场设备供电n现场总线根据设备设计特点有两种供电方式：总线现场总线根据设备设计特点有两种供电方式：总线供电和本地供电供电和本地供电 n总线供电设备在总线供电设备在9-32V9-32V电压下需要电压下需要10-30mA10-30mA的电流。的电流。n所有设备的总电流值应不超过总线供电电源的额定所有设备的总电流值应不超过总线供电电源的额定电流值。网络电流值。网络/网段的设计应考虑下列因素：网段的设计应考虑下列因素：n所有设备的静态电流值所有设备的静态电流值n支线的短路故障（支线的短路故障（10mA10mA额外电流）额外电流）n上述两项加上述两项加2525的额

31、外负载时的情况的额外负载时的情况n一个网段的总线供电设备数受到下列因素的限制：一个网段的总线供电设备数受到下列因素的限制：n基金会现场总线供电电源基金会现场总线供电电源n每个设备的消耗电流每个设备的消耗电流n网络网络/网段中设备的分布情况网段中设备的分布情况n每段电缆的阻抗即，电缆型号）每段电缆的阻抗即，电缆型号）n每个设备的最小操作电压每个设备的最小操作电压n支线的短路故障（支线的短路故障（10mA10mA引起的额外电流消耗引起的额外电流消耗 n网络中的设备数还需要考虑设备的紧急程度的影响网络中的设备数还需要考虑设备的紧急程度的影响 n假设在接口板处设置一个19伏的电源，而且在网络中全部使用

32、B型电缆(忽略温度影响，每米导线电阻为0.1欧姆)。在300米的分支线处，有一个现场设备FD5采用单独供电方式(实质上是一个4线制设备)。在10米分支线处的有一个现场设备FD3电流为20mA。其它的设备各自耗能为10mA。网桥为单独供电方式，并不消耗任何网络电流。ComputerPCT TT TFD5FD1现场设备50m100mFD3FD410m300m260m30m10m19vH1控制器和H1卡高速以太网高速以太网HSE链接设备H1H1H1H1菊花链式连接H1高速以太网高速以太网好的应好的应用实例用实例主干主干将将1个仪表拆除会引起其个仪表拆除会引起其它仪表信号的丢失它仪表信号的丢失异构网段集成示意图异构网段集成示意图高速以太网高速以太网HSE）HSE 现场总线现场总线H1PL 工厂工厂PL 工厂工厂PL 工厂工厂H1H1H1PL 工厂工厂PL 工厂工厂PL 工厂工厂H1H1PL工厂工厂H1SS=标准的快速以太网（Fast Ethernet交换机用双绞线允许 100 米用光纤则可达到 2000 米PLCPCHSE冗余链接设备链接设备H1 现场总线设备现场总线设备HSE 现场总线现场总线H1 现场总线现场总线链接设备链接设备冗余对HSE交换机交换机HSE交换机交换机举例主交换机备用交换机