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FF总线系统支持哪几种拓扑结构

2020年11月19日 10:46 次阅读

拓扑结构就是不同FF设备之间怎样连接的问题。FOUNDATION®Fieldbus总线支持多种拓扑结构。实际使用时,多数情况下采用鸡脚型拓扑结构。

总线型拓扑

主干线加分支新的结构方式。所有现场设备连接到分支电缆上,其特点如下:

电缆使用数量降低

任意的现场总线节点之间的信息可以交换

现场总线电缆是一种常见的电气设备,必须采用总线访问方法

降低接线数量,布线数量

降低电缆长度

每个箱子两端都用终端电阻

2个终端电阻之间的线路成为主干线,每个网段需要2个终端,安装在总线两端。FOUNDATION®Fieldbus电缆总长最大可达1900米,含所有分子电缆长度。分支电缆最长可达120米,如果连接超过12台设备(含H1控制器),分支电缆长度将会减少。每个网段理论上最大可连接32台设备。实际连接设备数量取决于下列条件:

地址范围,决定了接入设备的数量

功能块的数量

除此之外,连接设备数量还取决于:

现场总线电源不能提供足够的电力

数据采集周期高低

实际上,FOUNDATION®Fieldbus每个网段连接8-12个现场设备。

1、树型拓扑结构典型的就是使用电源中继器,其拓扑结构如下图:

树型拓扑

2、典型的鸡脚型拓扑结构如下图所示:

鸡脚型拓扑结构

这种结构导致主干线的电压将最高,下图为该种拓扑结构的等效电路

鸡脚型拓扑结构等效电路

所有的现场设备全部连接到主干线末端,这样会产生新的问题,就是末端电压和负债电流的问题。电压高低决定主干线电缆长度,电流大小决定连接负载的数量。

3、混合型拓扑结构:

混合型拓扑结构

如果现场分支采用简单连接方式,即端子连接,任一现场仪表短路,必然导致网段短路,影响整个网段的仪表,但是,如果使用段保护器或总线安全栅,带短路保护,任一现场仪表短路,不会影响其它仪表。为了连接更多的设备和使用更长的总线电缆,提出大功率主干线概念。大功率主干线就是主干线采用增安连接的大功率配电,在现场采用限能的总线安全栅祸端保护器,对分支进行能量限制。一方面,既满足分支防爆要求,另一方面,拥有足够的电流供连接更多的现场设备和拥有更高的电压共使用更长的总线电缆。

在现场的实际应用中,最常见的拓扑结构是混合型,它集合了树型和鸡脚型的优点,电缆的使用量少,后期仪表增加方便。在总线母版和现场总线箱上都有一个终端电阻,需要将总线两端电阻打到ON,中间的接线箱打到OFF,以减少干扰信号。一般的防爆总线箱可以接4-8台仪表,本安型总线接线箱能接3-5台仪表,接线端子可以随便接,总线系统会根据总线地址和DD文件找到仪表,同一网段上的仪表可以互换接线位置都可以,跨网段则不行。
责任编辑人:CC

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