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YOKOGAWA CENTUM VP 系统 FCS（现场控制站）
时间: 2025-12-18浏览次数：
YOKOGAWA CENTUM VP 系统 FCS（现场控制站）
YOKOGAWA CENTUM VP 系统 FCS（现场控制站）
FCS 核心特性与型号分类
1. 核心特性
紧凑设计：组件尺寸小巧，节省控制室空间，可安装于 IEC Zone2/Class I Div.2 危险区域，降低安装成本
双冗余与高可靠性：无单点故障，处理器、电源、I/O 模块、通信总线均支持冗余，通过 Pair and Spare 技术实现 99.99999% 可用性
在线维护：无需停机即可修改控制应用、逻辑及参数，适配工厂扩容或改造需求
开放结构：支持第三方以太网电缆、交换机等设备，Vnet/IP 总线保障通信确定性
功能块灵活组合：涵盖调节、序列、计算等多类功能块，支持从小型到大型系统的灵活设计
多总线与 subsystem 集成：支持 FOUNDATION fieldbus、PROFIBUS-DP 等数字现场总线，兼容 PLC、变频器等设备通信
2. FCS 型号分类（8 类核心型号）
型号缩写 产品名称 FCU 型号 核心软件包
FFCS-V Vnet/IP 和 FIO 专用 FCS AFV30（机架式）、AFV40（机柜式） LFS1700 控制功能包、LFS1750 节点扩展包
FFCS-L Vnet/IP 和 FIO 专用 FCS AFV10（机架式） LFS1500 控制功能包、LFS1550 节点扩展包
FFCS FIO 紧凑型 FCS AFF50（机架式） LFS1350 紧凑型控制功能包
KFCS FIO 标准型 FCS AFS30（机架式）、AFS40（机柜式） LFS1300 标准控制功能包
KFCS2 FIO 增强型 FCS AFG30（机架式）、AFG40（机柜式） LFS1330 增强控制功能包
LFCS RIO 标准型 FCS AFS10（机架式）、AFS20（机柜式） LFS1100 标准控制功能包
LFCS2 RIO 增强型 FCS AFG10（机架式）、AFG20（机柜式） LFS1130 增强控制功能包
PFCS/SFCS RIO 标准 / 紧凑型 FCS PFC-S/E/H（机架式） LFS1000/LFS1020/LFS1120 控制功能包
注：代表 “S”（单冗余）或 “D”（双冗余）
硬件组成详解
1. 核心组件
FCU（现场控制单元）：核心计算单元，含处理器模块、电源模块、总线接口模块，双冗余配置需安装 2 套处理器、电源及总线接口组件
NU（节点单元）：信号处理单元，含 ESB/ER 总线接口模块、I/O 模块、电源模块，分为本地节点（ESB 总线）和远程节点（ER 总线）
通信总线：
ESB 总线：连接 FCU 与本地节点，支持双冗余，传输距离最长 10m
ER 总线：连接本地与远程节点，支持双冗余，使用以太网兼容同轴电缆，可通过光中继扩展距离
光 ESB 总线：仅适配 FFCS-V，支持链 / 星型拓扑，最长传输距离 50km
HKU（House Keeping 单元）：监控机柜环境（温度、风扇状态）及 FCS 自身状态，含 HKU 主单元、PDU（配电单元）、风扇电源单元等
2. I/O 模块分类（FIO/RIO 专用）
模块类型 代表型号 核心规格
模拟 I/O 模块 AAI141（4-20mA 输入） 16 通道，非隔离；支持 HART 通信版本（AAI141-H）
模拟 I/O 模块 AAI543（4-20mA 输出） 16 通道，隔离；支持 HART 通信版本（AAI543-H）
温度输入模块 AAT141（TC/mV） 16 通道，隔离；支持 8 种热电偶类型
温度输入模块 AAR181（RTD） 12 通道，隔离；适配 Pt100 等 RTD 类型
数字 I/O 模块 ADV151（24V DC 输入） 32 通道，隔离；支持压力夹端子
数字 I/O 模块 ADV551（24V DC 输出） 32 通道，隔离；支持双冗余配置
通信模块 ALF111（FF-H1） 4 端口，支持 FOUNDATION fieldbus
通信模块 ALP111（PROFIBUS-DPV1） 1 端口，兼容 PROFIBUS 设备通信
透平机械模块 AGS813（伺服模块） 隔离设计，适配透平机械控制
控制功能详解
1. 功能块分类（5 大类核心功能块）
功能块类型 核心作用 代表型号
调节控制块 模拟量过程控制与监控 PID-STC（自整定 PID）、ONOFF-G（三位 ON/OFF 控制器）
序列控制块 联锁、过程监控等序列逻辑 ST16（序列表块）、LC64（逻辑图表块）、TM（定时器块）
计算块 模拟量 / 触点信号通用计算 ADD（加法）、MUL（乘法）、CALCU（通用计算）
面板块 多功能块统一标签显示 INDST2（双指针指示站）、HAS3C（混合手动站）
单元仪表块 整过程单元的操作控制 _UTSW（三位开关型）、OPSBL（SEBOL 型操作）
2. I/O 功能
过程 I/O：与现场设备数据交互，含 % Z（过程 I/O/ 现场总线 I/O）、% WW/% WB（通信 I/O）
软件 I/O：FCS 内部虚拟数据交互，含：
内部开关：% SW（公共开关）、% GS（全局开关）
消息输出：% AN（报警消息）、% OG（操作员指南消息）、% CP（上位机事件消息）
3. 控制绘图与扫描周期
控制绘图特性：
可视化连接 I/O 与功能块，定义执行优先级
支持调节控制与序列控制混合配置
不同控制绘图间可跨图连接功能块
扫描周期：
基础扫描：固定 1 秒
中速扫描：200ms/500ms（默认 500ms），部分型号不支持
高速扫描：200ms/500ms（默认 200ms），支持直接输入 50ms/100ms/250ms
冗余机制（双冗余核心设计）
1. 冗余覆盖范围
硬件冗余：处理器模块、电源模块、Vnet/IP 接口、ESB/ER 总线、节点接口模块
软件冗余：同步计算、数据备份、无缝切换逻辑
2. 核心冗余技术（Pair and Spare）
处理器模块：每模块含 2 个 MPU，同步执行相同计算，结果实时对比，不一致则触发切换
standby 模块：实时同步 active 模块计算，确保切换无缝，无过程中断
故障恢复：故障模块自动自诊断， transient 错误可恢复为 standby 状态，硬件故障支持在线更换
总线冗余：ESB/ER 总线双路交替工作，故障时自动切换，定期测试恢复状态
subsystem 通信（支持 9 类核心通信）
通信类型 适配设备 核心用途
FA-M3 通信 横河 FA-M3/FA500 控制器间数据交互
Modbus 通信 横河 STARDOM、施耐德 Modicon 通用工业设备通信
MELSEC 通信 三菱 MELSEC 系列 PLC PLC 与 FCS 数据交互
PLC-5/SLC 500 通信 罗克韦尔 PLC-5/SLC 500 欧美系 PLC 集成
YS 通信 横河 YS100/YEWSERIES 80 横河仪表直接连接
FF-H1 通信 FOUNDATION fieldbus 设备 现场总线设备集成
