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Foxboro™DCS现场设备控制器280（FDC280）
时间: 2025-09-09浏览次数：
Foxboro™DCS现场设备控制器280（FDC280）
Foxboro™DCS现场设备控制器280（FDC280）
产品概述与核心定位
FDC280 是一款分布式、可选容错型的现场安装控制器，核心功能是实现 Foxboro™ DCS 与现场设备的集成，无需额外 Fieldbus 模块（FBM），同时承担过程控制与报警任务，主要定位为 “现场设备集成中枢”，区别于同类 FCP280（不支持 PIO 总线，专注以太网 / 串口协议集成）。
1. 核心功能
设备集成：直接对接支持多种协议的以太网 / 串口现场设备，采集设备数据用于显示、历史存储，并执行控制任务。
控制能力：内置调节控制、逻辑控制、时序控制、顺序控制功能，支持报警检测与通知。
硬件架构：采用双核 ARM® SOC 处理器，双核心分工明确：
核心 1（控制核心）：运行控制软件与 DCS 控制网络通信软件，支持容错操作。
核心 2（I/O 核心）：运行设备集成软件，独立处理现场设备连接与状态诊断。
基础要求：需搭配安装 Foxboro DCS Control Core Services v9.3 及以上版本的主机工作站，且通过 100Mbps 光纤 / 铜缆以太网连接至控制网络，已获 ISASecure EDSA Level 1 安全认证。
2. 关键区别：FDC280 vs FCP280
对比项 FDC280 FCP280
核心定位 现场设备集成（以太网 / 串口） 通用过程控制
PIO 总线支持 不支持 支持
核心优势 无需 FBM，直接集成现场设备 兼容传统 PIO 总线设备
网络配置方案
FDC280 支持以太网与串口两类网络配置，均分为 “simplex（非容错）” 和 “ fault-tolerant（容错）” 两种模式，适配不同现场设备的冗余需求。
1. 以太网网络配置
支持直接连接以太网现场设备，或通过 “协议专用网关” 连接串口设备（实现以太网 - 串口桥接），核心方案有 3 种：
配置类型 适用场景 关键特点
非容错型（Simplex） 对可靠性要求较低的场景 单 FDC280 模块，无需冗余连接，节省布线成本
容错型 - 独立网络 高可靠性需求，现场设备需独立冗余网络 双 FDC280 模块（左 / 右），分别连接两个客户提供的独立以太网网络，模块 IP 可相同或唯一
容错型 - 共享网络 现场设备无独立冗余需求（如单端口设备） 双 FDC280 模块共享一个以太网网络，支持单端口设备接入，降低网络复杂度
注：推荐使用管理型交换机，便于维护与故障排查；设备也可直接连接 FDC280 底板，无需交换机。
2. 串口网络配置
FDC280 每个模块含4 个可独立配置的串口（支持 RS232/RS422/RS485），最大支持 128 个串口现场设备（单 RS485 端口最多 32 个设备），核心方案分 2 种：
非容错型（Simplex）：单 FDC280 通过 “终端组件（TA）” 连接单端口串口设备，支持 RS485 多站无调制解调器连接、RS232/RS422 直接连接。
容错型：双 FDC280 模块通过 TA 连接设备，适配不同端口设备：
双端口设备：左 / 右模块分别连接设备的两个端口，实现冗余通信。
单端口设备：RS232 需通过 Y 型电缆连接两个 TA；RS485/422 直接通过双模块 TA 共享连接。
核心特性与性能参数
1. 关键功能特性
特性类别 具体说明
设备与 I/O 容量 支持最大 256 个现场设备、8000 个软 I/O 点、8252 个总功能块（含 Station 块、ECB 组件等），需参考《FDC280 sizing 工具》（B0700GS）计算负载
协议支持 支持 6 种核心协议，部分支持多实例 / 多版本并发（详见下表）
诊断能力 内置 “诊断驱动”，可实时捕获与设备的通信消息并发送至工作站诊断应用，无物理中断
容错机制 双模块 “配对（marriage）” 操作，Control Network 通信需双模块消息逐位匹配后发送；核心 1 支持主 / 备切换，核心 2 支持冗余状态对比与角色移交
自托管模式 闪存中存储控制数据库 checkpoint 文件，主机离线时可自主启动并执行控制策略
软件更新 区分 “Major 更新（新增功能，不支持在线升级）” 与 “Minor 更新（仅模块切换，无过程中断）”
环境适应性 压铸铝外壳，无需通风，支持 Class G3 恶劣环境（ISA S71.04 标准），CE 认证可现场安装
时间同步 支持 GPS 卫星 UTC 时间（外部）或 DCS 内部 TimeKeeper 同步（内部），数据时间戳精度达 10 次 / 秒（最小扫描间隔 100ms）
2. 支持协议与并发能力
协议名称 部件号 多协议并发支持 同协议多实例支持
Modbus TCP Client K0177AH 是 是
Modbus RTU & ASCII Client K0177CV 是 是
Triconex™ TSAA Client K0177DE 是 是
OPC UA Client K0177EC 是 否（仅单实例）
EtherNet/IP Scanner Driver K0177EP 是 是
PROFINET IO Controller K0177FU 否 否（仅单实例）
3. 功能规格参数
参数类别 具体数值
处理器性能 最大 16,000 块 / 秒的功能块执行速度，最小块处理周期（BPC）100ms
序列块容量 单块最大 32KB
IPC 连接数 源点（对外提供数据）200 个，汇点（接收外部数据）30 个，内部专用 1 个
OM（Object Manager）容量 扫描数据库最大 28,000 点（BPC≥200ms 时 18,000 点，BPC=100ms 时 7,500 点）；汇点最大 11,250 点
可配置块周期 0.1/0.2/0.5/0.6/1/2/5/6/10/30 秒，1/10/60 分钟
容错模块配对时间 小于 0.5 秒
硬件与环境规格
1. 核心硬件组件与参数
FDC280 硬件包含 “模块”“底板”“网络适配器”“终端组件” 四大类，关键参数如下：
组件类型 型号 / 部件号 关键规格
FDC280 模块 RH101FQ 尺寸：高 105/116mm（含安装耳）× 宽 51.8mm× 深 147mm；单模块重量 0.8kg
底板 RH101KF（2 位） 支持 1 个非容错模块或 2 个容错模块，含 2 个 10/100Mbps/1Gbps 铜缆以太网 RJ45 接口、2 个 37 针 D 型串口接口、2 个时间同步接口
网络适配器 光纤：RH924WA（Rev.E+）；铜缆：RH924UQ（Rev.D+） 从底板取电，光纤支持多模 62.5/125μm 线缆（最大 2km），铜缆支持 Cat5（最大 100m）
串口终端组件 环形接线柱：P0926PA；压紧螺钉：RH926GH 重量分别为 363g、272g，需搭配 Type 5 终端电缆（如 RH100HV-1m、RH100HZ-5m）
2. 电源与环境要求
类别 规格
电源要求 输入电压：24VDC（冗余，+5%/-10%）；单模块最大功耗 8.5W
工作温度 -20~60℃（-4~140℉）
存储温度 -40~70℃（-40~158℉）
相对湿度 5%~95%（无冷凝）
海拔 工作：最高 3000m；存储：-300~12000m
抗污染等级 Class G3（ISA S71.04），支持 10 年混合气体暴露测试（EIA 364-65A Class III），模块带 conformal coating（ conformal coating：防护涂层）
振动抗性 0.5g（5~500Hz）
3. 合规性认证
电磁兼容（EMC）：符合 2014/30/EU 指令，EN 61326-1 Class A（发射与工业抗扰度）。
产品安全：UL/UL-C 认证（适用于 I 类 A-D 组 2 区）、欧盟低电压指令（2014/35/EU）、ATEX 指令（2014/34/EU，DEMKO Ex nA IIC T4 Gc，适用于 Zone 2 区域）。
环保合规：符合欧盟 RoHS 指令（2011/65/EU 及修订版 2015/863、2017/2102）。
加州 65 号提案：产品含铅及铅化合物，可能导致癌症或生殖危害，详情见 www.P65Warnings.ca.gov。
容错机制与可靠性设计
FDC280 的 “容错” 核心是双模块冗余 + 独立诊断 + 无缝切换，覆盖控制网络、CPU、I/O 三个层面，确保过程无中断：
1. 三层容错 / 冗余设计
层面 容错 / 冗余机制 切换逻辑
控制网络 双模块通过底板连接，共享控制网络接入（双交换机），通信消息需双模块 “逐位匹配” 后发送 检测到故障时，非故障模块接管控制，无过程中断
核心 1（控制核心） 主 / 备（Primary/Shadow）模式，实时同步状态 主核心故障时，备核心立即切换为主动态
核心 2（I/O 核心） 双核心独立诊断设备连接状态，主核心故障时对比备核心状态 备核心设备连接更优时，主核心复位并移交角色
I/O 侧 主模块负责读写 I/O 点，备模块通过 “心跳指令” 监测设备连接，实时同步 I/O 值 主模块失连时，备模块无缝接管，无过程波动
2. 维护便利性
热插拔支持：更换 FDC280 模块无需断开底板电源，不影响另一模块的现场 I/O 信号。
状态可视化：模块正面含 LCD 显示屏（显示模块标识、角色、硬件版本、网络状态）与 LED 指示灯（运行状态、以太网连接状态），支持通过面板按钮配置 “软标识（letterbug）”。
