YOKOGAWA NAS-F

YOKOGAWA NAS-F 是日本横河电机（Yokogawa Electric Corporation）推出的一款创新型网络化模拟量安全栅（Networked Analog Safety Barrier）。它属于工业过程控制中的接口与信号调理设备类别，不仅具备传统安全栅的本安防爆隔离功能，更集成了现场总线通信能力，能将来自危险区域的传统4-20mA模拟量信号安全、高效地转换并传输至安全的控制系统数字网络（如FF、PROFIBUS PA），是连接传统模拟仪表与现代化数字工厂网络的智能桥梁。

应用场景： 

在北美一个大型化工厂的罐区改造项目中，数十个用于监测储罐液位和压力的老式4-20mA变送器安装在防爆危险区域。工厂希望将这些关键信号集成到全新的基金会现场总线（FF）网络中，以实现高级诊断和资产管理，但又面临防爆法规和布线成本的双重挑战。工程师们采用了 YOKOGAWA NAS-F 安全栅。每个 NAS-F 模块安装在安全区的机柜内，通过本安回路连接危险区的变送器，并将4-20mA信号转换为FF总线数字信号。改造后，不仅完全符合本安防爆要求，还通过一根总线电缆替代了原本错综复杂的多对模拟电缆，大幅节省了布线成本和柜内空间。中央控制系统现在不仅能读取测量值，还能远程获取变送器的健康状况信息，实现了预测性维护。

核心参数速览： 

技术原理与创新价值： 

创新点1：模拟到数字的安全无缝转换与网络集成。 YOKOGAWA NAS-F 的核心价值在于它打破了传统模拟安全栅仅作为“信号通道”的局限。其内部集成了高精度的ADC（模数转换器）和完整的现场总线通信栈。它将输入的4-20mA模拟信号精确地转换为数字量，并打包成标准的FF或PROFIBUS PA数据帧，使传统的模拟变送器能够像一台智能数字设备一样“接入”数字现场总线网络，参与到全厂的数字资产管理体系中，实现了新旧设备与技术的高效融合。 创新点2：高密度设计与简化的系统架构。 相比传统的一对一模拟安全栅，NAS-F 采用紧凑的模块化设计。多个模块可以密集地安装在DIN导轨上，并通过单一的总线主干电缆进行通信和供电。这极大地减少了控制柜内的空间占用、接线端子和电缆数量，降低了安装复杂度和总体成本。一条FF H1总线可挂接多个 NAS-F 模块（受总线供电能力和通信规则限制），实现了布线工程的革命性简化。 创新点3：增强的诊断与远程管理能力。 NAS-F 不仅仅传递过程变量（PV），它还能监测现场侧回路的健康状况（如断线、短路），并将这些诊断信息通过总线传送给上位资产管理系统（如Yokogawa PRM）。维护工程师可以在中控室远程查看所有通过 NAS-F 连接的变送器状态，无需亲临危险现场或打开机柜，即可完成大部分诊断和参数配置工作，显著提升了维护效率与安全性，并支持预测性维护策略。

应用案例与行业价值： 

案例：某国际制药企业原料药车间自动化升级。 该车间需符合严格的GMP规范，大量反应釜的温度、压力、pH值由本安型模拟变送器监测。为提升数据完整性与可追溯性，需将信号集成到全厂的数字化控制网络中。 应用流程： 在每个工艺区域的本地安全柜内，安装一组 YOKOGAWA NAS-F（FF版本）模块，每个模块连接一台本安变送器。所有 NAS-F 通过一条FF H1总线串联，最终接入中央控制室的DeltaV DCS系统。 带来的改进： 项目自动化经理评价：“NAS-F 方案让我们在不更换现有大量可靠模拟变送器的前提下，一步到位实现了数字化。它节省了超过60%的电缆和桥架材料，安装时间缩短了40%。现在，所有工艺参数都带时间戳直接进入历史数据库，符合FDA 21 CFR Part 11对电子记录的要求。远程诊断功能让我们能提前发现个别变送器的信号漂移趋势，在批次生产间隙进行了预防性维护，避免了潜在的生产中断和质量风险。” 此案例凸显了 NAS-F 在帮助流程工业实现数字化转型升级、满足严格法规、降低全生命周期成本方面的巨大价值。

相关产品组合方案： 

1. YOKOGAWA 基金会现场总线（FF）组件：如FF电源调理器、FF耦合器、FF电缆及终端器，与 NAS-F 共同构成完整的FF H1网络。

2. YOKOGAWA PRM（工厂资源管理器）软件：用于对 NAS-F 及其连接的现场设备进行组态、监控、诊断和资产管理的统一平台。

3. YOKOGAWA NCS-F 网络化通信安全栅：用于连接HART协议的智能变送器至FF或PROFIBUS PA网络，与 NAS-F 互补。

4. YOKOGAWA 传统模拟量安全栅（如 SAI系列）：对于无需网络化、仅需本安隔离的纯模拟信号应用场景。

5. YOKOGAWA 本安型模拟量变送器：如EJA系列差压变送器（带本安防爆认证），是 NAS-F 在现场侧的理想信号源。

6. PROFIBUS PA 网络组件：如PA链接器、PA电缆，用于构建基于PROFIBUS PA协议的网络。

7. DCS/PLC 系统的FF或PA接口卡：如Yokogawa DeltaV 或 CENTUM VP系统的FIM/APM卡件，用于在控制系统侧接入由 NAS-F 构成的现场总线网络。

安装维护与全周期支持： 

安装 YOKOGAWA NAS-F 需遵循现场总线安装规范。正确接线（区分总线干线、支线）、安装终端电阻和确保良好的接地至关重要。每个模块需通过组态软件分配唯一的网络地址。配置时，需正确设置输入类型（有源/无源）、量程等参数。日常维护主要是通过网络监控软件（如PRM）定期检查模块和现场设备的通信状态及诊断信息。 模块支持带电热插拔（在总线设计允许的情况下），便于维护更换。当连接的现场变送器出现故障时，NAS-F 能提供明确的回路故障指示。