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FOXBORO
FOXBORO FBM217分立输入模块
产品详情
FOXBORO FBM217分立输入模块
产品概述
FOXBORO FBM217分立输入模块是施耐德电气旗下福克斯波罗（Foxboro）品牌专为I/A Series分布式控制系统（DCS）设计的工业级数字量输入模块，核心功能是实现工业现场离散信号的精准采集与隔离传输。该模块作为DCS系统与现场传感器、开关设备的关键接口单元，可稳定接收自由电压触点信号及NAMUR接近传感器信号，通过光耦合隔离技术实现现场与系统侧的电气隔离，有效抵御工业环境中的电磁干扰。其模块化插件设计便于系统扩容与维护，具备SIL3功能安全认证，可满足石油化工、电力、冶金等行业对信号采集可靠性与安全性的严苛要求，为自动化控制系统提供真实、稳定的现场离散状态数据支撑。
核心技术与工作原理
2.1 核心技术架构
FOXBORO FBM217采用“信号采集-隔离转换-数据传输”的三段式技术架构，核心优势在于集成了高精度光耦合隔离电路与冗余电源管理模块。模块每路输入通道独立配备光耦合器，实现1.5kV系统/现场隔离，有效避免现场侧电压波动、电磁干扰对系统侧的影响；内置有功电流限制电路，可防止传感器与电路板电源意外短路导致的设备损坏；配备冗余电源监测与切换电路，支持双路24VDC电源输入，提升供电可靠性。此外，模块搭载专用信号处理芯片，可对采集的离散信号进行防抖、滤波处理，确保信号传输的稳定性与准确性。
2.2 工作原理详解
FBM217分立输入模块的工作核心是将工业现场的离散状态信号（如开关通断、传感器有无检测）转换为DCS系统可识别的数字信号，并通过隔离技术保障传输安全，具体工作流程如下：
1. 信号接入：现场离散信号通过端子接入模块对应输入通道，支持两种信号类型——自由电压触点信号（如行程开关、继电器触点通断信号）和NAMUR接近传感器信号（用于金属物体检测的开关信号）；
2. 隔离与调理：接入的现场信号经光耦合器进行电气隔离，切断现场侧与系统侧的直接电气连接，避免干扰传导；同时通过内置滤波电路消除信号抖动，通过电流限制电路确保输入电流在安全范围（典型8V无负载、8mA短路）；
3. 信号转换：隔离调理后的信号经专用处理芯片转换为标准数字电平信号（高/低电平），对应现场设备的“ON/OFF”状态，转换过程中严格遵循预设的开关电流电平阈值（ON≥2.1mA，OFF≤1.2mA）；
4. 数据传输：转换后的数字信号通过系统总线接口（37芯D-sub阳螺纹连接器）传输至DCS系统主控制器，同时模块将各通道工作状态（正常/故障）反馈至系统；
5. 状态监测与故障诊断：模块实时监测自身供电状态与通道工作状态，通过独立LED指示灯显示各通道通断状态，若出现电源故障（如任一电源电压＜10Vdc），则激活红色故障指示灯并输出报警信号。
三、详细性能参数
3.1 输入通道参数
- 通道数量：16路标准分立输入通道（可搭配32位端子板扩展至32路）；
- 输入信号类型：自由电压触点信号、NAMUR接近传感器信号；
- 开关电流电平：ON状态≥2.1mA，OFF状态≤1.2mA；
- 输入等效源：典型8V/1kΩ（8V无负载，8mA短路）；
- 响应时间：≤5ms，确保快速捕捉现场信号状态变化；
- 通道隔离：每通道独立光耦合隔离，系统/现场隔离电压1.5kV。
3.2 供电与功耗参数
- 供电电压：额定24VDC，允许范围20~30VDC，具备逆向极性保护；
- 供电模式：支持双路冗余电源输入，通过OR二极管实现电源混合；
- 电流消耗：典型0.42A（所有输入通道短路状态下总消耗）；
- 保护配置：配备2A延时保护熔断器，防止过载损坏模块。
3.3 通信与接口参数
- 系统接口：1个37芯D-sub阳螺纹连接器，需搭配阴螺纹对接连接器；
- 系统电缆：适配Foxboro系统4型电缆；
- 现场接口：螺钉式端子，支持最大2.5mm²导线连接；
- 通信协议：兼容Foxboro I/A Series系统总线协议，实现与控制器的实时数据交互。
3.4 环境与防护参数
- 工作温度范围：20~30VDC供电时-20~+50℃；25.2VDC供电时-20~+60℃；
- 存储温度范围：-45~+80℃，适应极端运输与存储环境；
- 相对湿度：0%~95%（无冷凝），可在高湿度工业环境稳定运行；
- 防护等级：IP20（模块本体），适配工业控制柜内安装；
- 海拔高度：最大2000m，满足多数工业厂区安装需求；
- 功能安全认证：符合IEC 61508:2010标准，达到SIL3安全等级。
结构设计与材质选型
4.1 整体结构设计
FOXBORO FBM217采用标准单元插件式结构，符合Foxboro I/A Series系统机架安装规范，可直接插入系统标准机架实现快速装配。模块整体由输入端子板、隔离转换板、系统接口板及电源板组成，模块化设计便于故障排查与部件更换。模块正面配备16路独立通道状态LED指示灯（绿色指示通道ON，熄灭指示OFF）、电源状态指示灯及故障报警指示灯，方便现场直观监测设备运行状态；背面集成系统总线接口与电源输入端子，采用防误插设计，降低接线错误风险。搭配的TUE-32-INV-001 32位端子板支持35mm DIN导轨独立安装，可扩展通道数量并简化现场布线，降低安装与维护成本。
4.2 核心材质选型
为保障工业恶劣环境下的长期可靠运行，模块关键部件采用高稳定性材质：
- 外壳材质：高强度阻燃工程塑料，具备优异的绝缘性能与抗冲击能力，符合工业安全标准；
- 电路板材质：FR-4环氧树脂覆铜板，机械强度高，抗潮湿、抗腐蚀，可有效抵御振动影响；
- 接线端子：铜合金镀镍材质，接触电阻低，抗氧化、抗腐蚀，确保电气连接的稳定性与耐久性；
- 核心元件：工业级光耦合器与信号处理芯片，具备宽温度适应范围，确保信号转换精度与隔离可靠性。
