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HIMA HIMatrix F2 DO 8 01 远程 I/O 模块
时间: 2025-08-25浏览次数：
HIMA HIMatrix F2 DO 8 01 远程 I/O 模块
HIMA HIMatrix F2 DO 8 01 远程 I/O 模块
安全规范与环境要求
（一）核心安全要求
预期用途与防护措施
模块为 SELV/PELV 安全特低电压设备，自身无直接危险，Ex 区域（如 Zone 2）使用需额外满足防爆要求（如安装在 IP54 以上防护等级的外壳内）；
ESD 防护：仅允许掌握静电防护知识的人员操作，工作时需佩戴 ESD 腕带，闲置时需存放在防静电包装中，避免静电损坏模块内部电路。
残留风险与应急处理
残留风险来源：工程设计缺陷（如接线错误）、用户程序漏洞（如未配置故障安全逻辑）、硬件故障（如继电器粘连），需通过合规组态、定期测试规避；
应急原则：模块为安全系统组成部分，故障时所有输出需切换至 “失电安全状态”（如继电器断开），禁止在应急场景下执行阻碍系统安全运行的操作（如强制激活输出）。
（二）环境与安装条件
要求类型 具体参数 说明
防护等级 IP20（IEC 60529） 需安装在控制柜内，防尘防冷凝水，Ex Zone 2 需额外外壳防护
工作温度 0…+60°C 超出需降额使用，避免继电器触点氧化、电路过热
存储温度 -40…+85°C 运输或闲置时需满足该范围，避免元器件损坏
污染等级 Ⅱ 级（IEC/EN 61131-2） 适用于非导电粉尘环境，避免短路风险
海拔 <2000 m 高海拔地区需评估散热与绝缘性能
供电电压 24 VDC（-15%…+20%） 纹波系数 ≤15%，需独立供电（推荐 PELV/SELV 电源），配备 10 A 延时保险丝
产品描述与核心功能
（一）模块基本特性
功能定位与兼容性
角色：作为远程 I/O，无法独立运行用户程序，需通过 SafeEthernet 接收控制器指令，扩展 HIMax/HIMatrix 系统的数字输出接口；
安全认证：通过 TÜV 认证，支持 SIL 3（IEC 61508/61511/62061）、Cat. 4（EN 954-1）、PL e（EN ISO 13849-1），同时符合 ATEX Zone 2、UL 508 等防爆与工业标准；
型号差异：分为 “F2 DO 8 01（适配 ELOP II Factory，部件号 98 2200407）” 与 “F2 DO 8 01 SILworX（适配 SILworX，部件号 98 2200481）”，硬件一致，仅软件适配不同。
核心组件与安全设计
继电器输出电路：每路输出配备 2 个强制导向触点安全继电器 + 1 个标准继电器，内置 3.15 A 保险丝（限制开关电流至额定值的 60%，符合 VDE 0116），触点支持 250 VAC/250 VDC 电压，可用于安全停机控制；
故障响应机制：检测到输出故障（如继电器粘连、电压异常）时，单路故障仅切断对应输出，模块整体故障则切断所有输出，同时激活 ERROR LED 并上报故障代码；
自检测功能：支持 MOT（维护测试）、FTT（故障容忍时间）测试，可检测安全开关、继电器电压、温度阈值等，确保输出可靠性。
（二）硬件结构与接口
核心参数
| 类别 | 参数值 | 说明 |
|------|--------|------|
| 输出通道 | 8 路 | 每路独立继电器，常开触点（NO），电位隔离 |
| 输出容量 | 250 VAC/250 VDC，最大 3 A | 欧姆负载下切换寿命 ≥3×10⁶ 次 |
| 通信接口 | 2×RJ-45（SafeEthernet） | 支持 10/100 Base-T，自动协商速率 / 双工，自动交叉（无需交叉线） |
| 供电电流 | 最大 0.6 A | 24 VDC 供电，功率 dissipation 18-46 W（依负载而定） |
| 尺寸（H×W×D） | 114×207×86 mm（含固定件） | 重量约 1.3 kg，支持 35 mm DIN 导轨安装 |
LED 指示灯分组与含义
模块前端共 4 组 LED，通电时执行全亮测试，各指示灯状态含义如下：
工作电压灯（24 VDC，绿）：常亮表示供电正常，熄灭表示无电压；
系统灯（红 / 黄，多盏）：
红灯（ERROR）：常亮表示模块进入 ERROR STOP 状态（如硬件故障），慢闪表示加载操作系统；
黄灯（INIT/STOP/RUN）：常亮表示对应状态，慢闪表示加载配置或强制功能激活；
通信灯（RJ-45 旁绿 / 黄）：绿灯常亮表示全双工，闪表示冲突；黄灯常亮表示物理连接正常，闪表示数据传输；
I/O 灯（DO 1-8，黄）：常亮表示输出通电（继电器吸合），熄灭表示输出失电（安全状态）。
复位键功能
模块左上角预留复位孔（需绝缘针触发），仅用于忘记管理员账号或 IP 地址不匹配场景：重启时按住复位键 ≥20 秒，可恢复默认参数（IP：192.168.0.99；SRS：60000.200.0（SILworX）/60000.0.0（ELOP II Factory）），同时清空用户账号（仅保留默认管理员账号，密码为空）。
安装与组态流程
（一）模块安装与接线
安装前提
需固定在 35 mm DIN 导轨上，周围预留散热空间（功率 dissipation 较高，避免与发热设备紧邻）；
Ex Zone 2 安装需额外满足：外壳防护等级 ≥IP54（符合 EN 60529）、外壳需标注 “仅断电时操作” 警示、配备 10 A 延时保险丝、使用 PELV/SELV 电源，同时参考 EN 60079-15 标准（端子接线、爬电距离等）。
接线规范
电源接线：24 VDC 正极接模块 “+” 端子，负极接 “-” 端子，需独立供电，避免与动力回路共线；
继电器输出接线：每路输出对应 2 个端子（如 DO1 对应端子 1/2，A/B 触点），为常开触点，负载需根据电压类型配置外部保险丝（直流负载需额外防反接保护）；
通信接线：RJ-45 接口接 SafeEthernet 网络，支持菊花链拓扑，需使用 CAT 5e 及以上屏蔽电缆（屏蔽层单端接地，减少干扰）。
（二）软件组态配置
SILworX 组态（版本≥7）
核心参数（Module 选项卡）：
基础参数：配置模块名称、IP 地址、子网掩码（默认 192.168.0.99）、SRS（系统机架插槽地址，默认 60000.200.0）；
故障监测：启用 MOT/FTT 测试，配置温度阈值（超温时输出切断），读取故障代码（如 0x0001 表示模块故障，0x0400 表示一级超温）。
通道配置（DO 8: Channels 选项卡）：为每路输出（DO1-DO8）分配全局变量，设置输出值（1 = 通电，0 = 失电），监测单路故障（如 0x10 表示继电器 1 反馈错误）。
ELOP II Factory 组态（版本＜7）
通过 “Signal Editor” 为输出通道分配系统信号，配置参数与 SILworX 类似，核心差异在于信号映射方式（基于 “信号名 - 通道” 关联，而非变量分配），故障代码与状态定义一致（如 Mod.Error Code 0x0010 表示配置错误）。
运行维护与故障处理
（一）日常运行与诊断
运行监控
实时状态通过 LED 查看：RUN 灯常亮表示正常运行，ERROR 灯亮表示故障，I/O 灯对应输出状态；
详细诊断：通过编程工具读取故障日志（如继电器粘连、通信中断），支持在线查看输出反馈值（确保指令与实际状态一致）。
常见故障与解决方案
| 故障现象 | 可能原因 | 排查步骤 |
| 所有输出无响应（I/O 灯全灭） | 1. 模块未进入 RUN 状态；2. 供电故障；3. 通信中断 | 1. 检查系统灯（是否为 RUN 状态）；2. 测量 24 VDC 供电；3. 检查 Ethernet 灯（是否有物理连接） |
| 单路输出故障（ERROR 灯亮，故障代码 0x10） | 1. 继电器 1 反馈错误；2. 触点粘连 | 1. 断电重启模块；2. 检测负载回路（是否短路）；3. 更换模块验证 |
| 通信中断（通信灯灭） | 1. IP 地址冲突；2. 电缆故障；3. 控制器离线 | 1. 检查模块 IP 与 PADT 是否同网段；2. 更换通信电缆；3. 确认控制器是否正常运行 |
（二）维护与生命周期管理
定期维护
操作系统更新：利用系统停机时间，通过编程工具加载最新版操作系统（模块需处于 STOP 状态），更新前需备份配置，避免数据丢失；
验证测试（Proof Test）：每 10 年执行一次，测试内容包括继电器输出通断、故障响应（如模拟超温）、通信链路完整性，参考 HIMA 安全手册（HI 800 023 E）。
报废与运输
报废：工业用户需按环保要求处理，可联系 HIMA 签订报废协议，禁止随意丢弃含电子元件的模块；
运输 / 存储：需使用原厂防静电包装，避免机械冲击，存储温度保持在 -40…+85°C，避免潮湿环境。
关键术语与合规性
核心术语
SafeEthernet：HIMA 安全通信协议，确保控制器与远程 I/O 间数据传输的安全性（符合 SIL 3 要求）；
SRS（System.Rack.Slot）：模块寻址方式，用于定位远程 I/O 在系统中的位置（默认 60000.200.0）；
MOT（Maintenance Test）：维护测试，检测安全继电器、反馈回路等硬件状态；
FTT（Fault Tolerance Time）：故障容忍时间，模块检测到故障后维持安全状态的最大时间。
合规认证
模块符合多项国际标准，核心认证包括：
安全标准：IEC 61508（SIL 3）、IEC 61511（SIL 3）、EN ISO 13849-1（PL e）；
防爆标准：ATEX Zone 2（EN 60079-15）、UL Class I DIV 2；
工业标准：UL 508、NFPA 79、EN 54-2（火灾报警）。
