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YOKOGAWA FIO系统概述（适用于Vnet/IP）
时间: 2025-12-18浏览次数：
YOKOGAWA FIO系统概述（适用于Vnet/IP）
YOKOGAWA FIO系统概述（适用于Vnet/IP）
系统核心组件
1. 现场控制单元（FCU）
型号系列 类型 关键特性 适配总线
AFV10（AFV10S/AFV10D） 19 英寸机架式（单 / 双冗余） 支持 ESB/ER 总线，最大连接 14 个节点单元 ESB 总线、ER 总线
AFV30（AFV30S/AFV30D） 19 英寸机架式（单 / 双冗余） 支持 ESB / 光 ESB 总线，需安装 EC401/EC402 耦合模块 ESB 总线、光 ESB 总线
AFV40（AFV40S/AFV40D） 带机柜（单 / 双冗余） 标准配置 EC401/EC402，单机柜最多 11 个节点单元 ESB 总线、光 ESB 总线
2. 节点单元与中继单元
类型 型号 用途 核心参数
ESB 总线节点单元 ANB10S/ANB10D 单 / 双冗余 ESB 总线连接 支持所有 I/O 模块，双冗余需成对安装
光 ESB 总线节点单元 ANB11S/ANB11D 单 / 双冗余光 ESB 总线连接 内置光中继模块，支持长距离传输
ER 总线节点单元 ANR10S/ANR10D 单 / 双冗余 ER 总线连接 仅支持特定 I/O 模块（如 ADV151-P）
光 ESB 中继单元 ANT10U 光 ESB 总线中继扩展 安装光中继模块（ANT401/ANT411 等），支持链 / 星型拓扑
3. I/O 模块分类与关键规格
模块类型 代表型号 通道数 隔离类型 防爆等级
模拟输入模块 AAI141（4-20mA） 16 通道 非隔离 CSA NI、FM NI
模拟输出模块 AAI543（4-20mA） 16 通道 隔离 Type n、Type i
数字输入模块 ADV151（24V DC） 32 通道 隔离 CSA NI、FM NI
数字输出模块 ADV551（24V DC） 32 通道 隔离 Type n、Type i
通信模块 ALR111（RS-232C） 2 端口 非隔离 CSA NI、FM NI
透平机械模块 AGS813（伺服模块） 12 通道 隔离 -
内置隔离栅模块 ASI133（4-20mA 输入） 8 通道 隔离 Type i、FM intrinsic safety
通信总线核心参数
1. 三种总线规格对比
总线类型 传输速率 传输介质 最大距离 拓扑结构 适配 FCU
ESB 总线 128Mbps 专用电缆（YCB301） 10m（EC401） 总线型 AFV10/AFV30/AFV40
光 ESB 总线 128Mbps 单模光纤（LC 接口） 50km（ANT411 中继） 总线型、链 / 星型 AFV30/AFV40
ER 总线 10Mbps 同轴电缆（YCB141/YCB311） 185m（YCB141） 总线型 AFV10
2. 总线连接限制
FCU 型号 数据库配置 最大节点单元数（ESB / 光 ESB） 最大节点单元数（ER）
AFV10 LFS1500 3 3
AFV10 LFS1500+LFS1550 9 14
AFV30/AFV40 LFS1700 3 -
AFV30/AFV40 LFS1700+LFS1750-V1 9 -
AFV30/AFV40 LFS1700+LFS1750-V2 13 -
环境与电源规格
1. 环境参数
项目 标准范围 扩展选项（部分模块）
工作温度 0-50℃（FCU）、0-60℃（节点单元） -20-70℃（ANB10/ANB11/ANT10U/ANR10）
存储温度 -20-60℃ -40-85℃（扩展选项）
相对湿度 5-95% RH（无冷凝） 5-95% RH（无冷凝）
温度变化率 ±10℃/h（工作）、±20℃/h（存储） -
海拔 ≤2000m -
振动 1-14Hz（0.25mm 振幅）、14-100Hz（2.0m/s²） -
2. 电源参数
电源类型 电压范围 频率 / 纹波 瞬时断电耐受
AC 电源 100-120V AC±10%、220-240V AC±10% 50/60Hz±3Hz，失真率≤10% ≤20ms
DC 电源 24V DC±10% 纹波≤1% p-p -
接地要求 独立接地，接地电阻≤100Ω - -
安装限制与连接方式
1. 模块安装限制
电源容量限制：
非危险区：节点单元模块因子 B 总和≤100；
危险区（ANB10-E）：因子 B 总和≤88；
双冗余 FCU（AFV10D/AFV30D）：因子 A 总和≤5，因子 A+B 总和≤65。
温度相关限制：
60-70℃环境下，每个节点最多安装 4 个 I/O 模块，模块间需留空槽；
AAP149、ADV157 等模块仅支持 0-50℃，AAI543-6（快速响应）支持 0-60℃。
安全间距限制：
内置隔离栅模块与其他模块间距≥50mm，需安装绝缘隔板（T9083NA/T9083ND）；
AAT141（热电偶输入）需远离热源，相邻仅可安装特定模块（如 AAT145、AAR181）。
2. 信号连接方式
连接类型 适用模块 介质要求 代表配件
压力夹端子 多数模拟 / 数字模块 导体截面积≤1.25mm² ATA4S（单冗余）、ATA4D（双冗余）
专用电缆 兼容 ST 系列模块 横河专用电缆（如 AKB331） ATK4A 适配器、KS1 电缆
MIL 连接器电缆 特定模拟模块（如 AAI141） 客户自备，需电缆连接器盖（ACCC01） D-sub 9-pin、M4 端子块
3. 双冗余配置要求
I/O 模块需安装在相邻插槽（IO1-IO2、IO3-IO4 等）；
双冗余终端块（如 ATA4D）连接两个相邻 I/O 模块；
通信模块（如 ALR111）双冗余需按通信功能配置，最多 8 对 / FCU。
合规标准
安全标准：CSA、CE Marking、EAC Marking（部分模块除外，如 ADR541）；
EMC 标准：CE Marking、EAC Marking、RCM、KC Marking（内置隔离栅模块除外）；
防爆标准：CSA Non-Incendive、FM Non-Incendive、Type n、Type i（ intrinsic safety）、FM intrinsic safety；
环境标准：ANSI/ISA S71.04 G2（标准）、G3（选项）。
关键问题
问题 1：FIO 系统支持的三种通信总线（ESB / 光 ESB/ER）核心差异是什么？适用场景分别是什么？
答案：
核心差异：
对比维度 ESB 总线 光 ESB 总线 ER 总线
传输速率 128Mbps 128Mbps 10Mbps
传输介质 专用电缆（YCB301） 单模光纤 同轴电缆（YCB141/YCB311）
最大距离 10m 50km（中继） 185m（YCB141）
适配 FCU AFV10/AFV30/AFV40 AFV30/AFV40 AFV10
适用场景：
ESB 总线：近距离（≤10m）、高传输速率需求，适用于 AFV 全系列 FCU 与节点单元连接；
光 ESB 总线：长距离（≤50km）、抗干扰需求，适用于 AFV30/AFV40的远距离节点扩展；
ER 总线：中距离（≤185m）、低成本需求，仅适用于 AFV10的标准 FCS 配置。
问题 2：FIO 系统 I/O 模块的双冗余配置需满足哪些条件？如何确保冗余有效性？
答案：
配置条件：
模块安装：I/O 模块需成对安装在相邻插槽（IO1-IO2、IO3-IO4 等），双冗余终端块（如 ATA4D）对应连接；
模块型号：需使用支持双冗余的 I/O 模块（文档中标注 “X” 的模块，如 ADV151、AAI543），部分模块（如 ADV141）不支持双冗余；
节点单元：需使用双冗余节点单元（ANB10D/ANB11D/ANR10D），单冗余节点单元（ANB10S 等）无法实现模块双冗余；
总线配置：ESB / 光 ESB/ER 总线需启用双冗余功能，FCU 需安装对应的双冗余耦合模块（如 EC402）。
有效性保障：
控制侧与备用侧模块型号、软件版本一致；
信号连接需通过双冗余终端块，确保两侧信号同步；
安装后通过 APC（自动相位控制）验证冗余切换功能（双冗余 FCU 场景）。
问题 3：在危险环境（防爆需求）下安装 FIO 系统，需重点关注哪些模块选择与安装要求？
答案：
模块选择要求：
优先选择支持防爆等级的模块：Type i（本质安全）或 Type n（无火花），如 ASI133（Type i）、AAI543（Type n）；
危险区需使用内置隔离栅的 I/O 模块（如 ASI133、ASD143），避免外部隔离栅配置；
排除不支持防爆的模块：如 ADR541 不支持 Type n，ARS 系列模块不支持 CE/EAC 防爆标准。
安装要求：
间距隔离：内置隔离栅模块与非本质安全模块间距≥50mm，需安装绝缘隔板（ANB10用 T9083NA，AFV10/AFV30用 T9083ND）；
电源限制：危险区节点单元模块因子 B 总和≤80（ANB10-F）或≤88（ANB10-E）；
环境适配：选择 G3 级腐蚀气体防护模块，温度范围遵循 - 20-60℃（扩展选项）；
布线规范：使用防爆认证电缆，导体截面积≤1.25mm²，从 CH1 端子开始连接。
