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Foxboro Evo™ 系统的 Compact 200 Series I/O 子系统
时间: 2025-12-17浏览次数：
Foxboro Evo™ 系统的 Compact 200 Series I/O 子系统
Foxboro Evo™ 系统的 Compact 200 Series I/O 子系统
系统核心定位与兼容性
产品归属：Foxboro Evo™ 过程自动化系统的 Compact 200 Series I/O 子系统，由施耐德电气（Schneider Electric）推出
核心功能：提供模拟测量、数字传感、模拟 / 离散控制能力，支持连续、批量和离散控制方案
兼容性：完全兼容现有 I/A Series® 系统的 200 Series I/O 设备和传统 100 Series I/O 设备，支持现有标准 200 Series 子系统升级替换
核心价值：分布式部署减少现场布线、线槽和导管安装成本，适配工业场景的灵活部署需求
核心组件与分类
组件类型 关键产品 核心功能 关键参数
控制处理器 FCP280 200/100 Series FBMs 控制接口，支持 4 条 HDLC 总线 最多支持 128 个 FBMs
FCP270 兼容双波特率（2Mbps/268Kbps），需 FBI100 适配 100 Series 无 FEM100 时支持 32 个 200 Series FBMs
ZCP270 适配 100 Series 机架，通过 FCMs 通信 单模块最多支持 128 个 FBMs
Fieldbus 模块（FBMs） 模拟输入类 FBM201（0-20mA）、FBM214b（HART® 输入）等 通道隔离 / 差分隔离，8-32 通道
模拟输出类 FBM215（HART® 输出）、FBM237（冗余 0-20mA）等 故障安全配置（保持 / 回落），4-8 通道
离散 I/O 类 FBM217（32 通道输入）、FBM219（24DI+8DO）等 组隔离 / 通道隔离，8-32 通道
混合 I/O 类 FBM227（模拟 + 离散）、FBM247（电流 / 电压 / 脉冲）等 支持 HART®、多信号类型适配
辅助组件 底板 16 槽水平底板（RH101AA） 支持 16 个 FBMs，DIN 导轨 / 19 英寸机架安装
通信模块 FCM100E/Et（光纤 - 总线转换）、FCM2F（光纤扩展） FCM2F 最远支持 10km 单模光纤
隔离器 FBI200 扩展总线距离至 305m，隔离滤波
外壳 G/K 系列 G13/G14（系统 / 终端外壳）、K13/K14 IP43/54 防护，适配普通 / 恶劣环境
关键技术特性与优势
性能表现
模拟输入采用 SigmaDelta 快速积分 ADC，更新速度最快25ms，适配高速调节控制
内置可配置移动平均滤波器，有效去除电磁噪声
系统通信速率：100Mbps 以太网（控制网络）、2Mbps/268Kbps HDLC 模块总线
可靠性设计
逻辑功能集成于单一 ASIC 芯片，减少组件数量、体积、散热和成本
单模块可用性0.999974（冗余电源 + 2 小时 MTTR），冗余模块可用性0.9999964
可选冗余：电源、控制网络、FCMs、控制处理器、模块总线电缆、部分 FBMs
部署灵活性
体积紧凑：1 个 16 槽紧凑底板 + 16 个 FBMs 的空间＜2 个标准 200 Series 底板 + 16 个标准 FBMs
安装方式：水平 DIN 导轨安装或 19 英寸机架安装，支持分布式小机柜部署
电缆长度：屏蔽双绞线 0.12-60m，光纤扩展最远20km（2 对 FCM2F10）
环境适应性
污染防护：Class G3（ISA S71.04），适配恶劣工业污染环境
工作温度：FBMs 最高60℃（140°F）
安全认证：UL（美加）、ATEX（防爆）、CE（低电压 / EMC/ATEX 指令）、RoHS 合规
系统配置与升级要求
配置方案
纯紧凑底板配置：仅使用 Compact 200 Series 底板
混合配置：Compact 与标准 200 Series 底板混合（支持紧凑在前 / 后）
最大规模：单底板链最多 32 个 FBMs，单 FCP280 支持 4 条底板链
升级条件
空间要求：安装位置需有足够水平 DIN 导轨
电源要求：支持 FPS480-24/FPS400-24/FPS240-24/FPS120-24 电源
冷却要求：每 2 个相邻紧凑底板需 1 个风扇托盘（分散部署时每 1 个底板 1 个）
电缆更换：标准 200 Series FBMs 的终端电缆需替换为 Compact 系列适配电缆
电气与安全规范
接地要求：符合 IEC 61000-5-1/5-2 标准（或地区等效标准）
电源配置：24V DC 电源，支持单电源 / 冗余电源分布，电源故障时触发图标变色、系统报警和打印通知
隔离等级：FBMs 支持通道隔离、差分隔离、组隔离，部分终端组件（TA）提供额外通道隔离
接线特性：FBMs 可热插拔，不影响外部现场设备接线和内部电缆连接
关键问题与答案
问题 1：Compact 200 Series I/O 子系统的核心优势的是什么？适用于哪些场景？
答案：核心优势集中在三点：①高可靠性与可用性，通过 ASIC 集成设计实现单模块 0.999974、冗余模块 0.9999964 的高可用性，适配连续运行需求；②灵活部署与紧凑设计，体积仅为标准 200 Series 的一半，支持分布式 DIN 导轨 / 机架安装，减少布线成本；③强环境适应性与兼容性，Class G3 污染防护、60℃高温耐受，且兼容现有 100/200 Series I/O 设备，支持系统无缝升级。适用场景包括：工业现场的连续 / 批量 / 离散控制任务、恶劣污染环境（如化工、冶金）、需要远程分布式部署的大型工厂、现有 I/A Series® 系统升级项目。
问题 2：该子系统的核心组件有哪些？不同控制处理器的 FBMs 承载能力的差异是什么？
答案：核心组件包括：①控制处理器（FCP280/FCP270/ZCP270）；②20 + 款 FBMs（模拟 / 数字 / 混合 I/O 类型）；③16 槽水平底板、FBI200 隔离器、FCM 通信模块；④G/K 系列防护外壳和终端组件（TA）。不同处理器的 FBMs 承载能力差异如下：
FCP280：最多支持 128 个 200 Series FBMs，或 128 个（100+200 Series）混合 FBMs（100 Series 不超过 64 个）；
FCP270：无 FEM100 时最多 32 个 200 Series FBMs，有 FEM100 时最多 128 个，100 Series 最多 64 个；
ZCP270：通过 FCM100E 支持最多 128 个 FBMs（100/200 Series），单 FCM100Et 对支持 32 个 FBMs。
问题 3：系统的冗余配置包含哪些部分？部署时的电缆长度限制的是什么？
答案：①冗余配置覆盖范围：电源供应、控制网络、FCMs（通信模块）、控制处理器、模块总线电缆、部分 FBMs（如 FBM216b/FBM218）；冗余设计可避免单点故障，保障关键过程回路持续运行。②电缆长度限制：
屏蔽双绞线（模块总线 / 底板互连）：0.12-60m（单段），整个 2Mbps HDLC 总线总长度≤60m（含 FBI200 连接）；
光纤电缆（FCM2F 系列）：FCM2F2（2km）、FCM2F4（4km）、FCM2F10（10km），2 对 FCM2F10 可扩展至 20km；
终端组件（TA）与底板连接电缆：0.5-30m。
问题 2：该子系统的核心组件有哪些？不同控制处理器的 FBMs 承载能力的差异是什么？
答案：核心组件包括：①控制处理器（FCP280/FCP270/ZCP270）；②20 + 款 FBMs（模拟 / 数字 / 混合 I/O 类型）；③16 槽水平底板、FBI200 隔离器、FCM 通信模块；④G/K 系列防护外壳和终端组件（TA）。不同处理器的 FBMs 承载能力差异如下：
FCP280：最多支持 128 个 200 Series FBMs，或 128 个（100+200 Series）混合 FBMs（100 Series 不超过 64 个）；
FCP270：无 FEM100 时最多 32 个 200 Series FBMs，有 FEM100 时最多 128 个，100 Series 最多 64 个；
ZCP270：通过 FCM100E 支持最多 128 个 FBMs（100/200 Series），单 FCM100Et 对支持 32 个 FBMs。
问题 3：系统的冗余配置包含哪些部分？部署时的电缆长度限制的是什么？
答案：①冗余配置覆盖范围：电源供应、控制网络、FCMs（通信模块）、控制处理器、模块总线电缆、部分 FBMs（如 FBM216b/FBM218）；冗余设计可避免单点故障，保障关键过程回路持续运行。②电缆长度限制：
屏蔽双绞线（模块总线 / 底板互连）：0.12-60m（单段），整个 2Mbps HDLC 总线总长度≤60m（含 FBI200 连接）；
光纤电缆（FCM2F 系列）：FCM2F2（2km）、FCM2F4（4km）、FCM2F10（10km），2 对 FCM2F10 可扩展至 20km；
终端组件（TA）与底板连接电缆：0.5-30m。
