欢迎浏览厦门控匠自动化科技有限公司
行业资讯
HIMA HIMatrix F30 紧凑型安全控制器
时间: 2025-08-25浏览次数：
HIMA HIMatrix F30 紧凑型安全控制器
HIMA HIMatrix F30 紧凑型安全控制器
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
控制器为 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，避免静电损坏内部电路（如处理器、继电器）。
残留风险与应急处理
残留风险来源：工程设计缺陷（如线路未监测）、用户程序漏洞（如未配置故障安全逻辑）、接线错误（如输出接地不良），需通过合规组态、定期测试规避；
应急原则：控制器为安全系统核心，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 标准型 0…+60°C；低温型（F30 011）-20…+60°C 低温型电子元件涂覆防护漆，适配寒冷工业环境
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）控制器基本特性
功能定位与兼容性
角色：作为紧凑型控制器，可独立运行用户程序，支持本地 I/O 控制与远程 I/O 扩展，单设备覆盖中小型安全应用需求；
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（T4）、UL Class I Div 2、船级社认证（Lloyd’s Register）等，适配全球多行业标准；
型号差异：分为 “标准型（F30 01/F30 01 SILworX）” 与 “低温型（F30 011/F30 011 SILworX）”，硬件一致，仅工作温度范围与编程工具适配不同（见下表）：
型号 工作温度 适配编程工具 部件号
F30 01 0…+60°C ELOP II Factory 98 2200415
F30 011 -20…+60°C ELOP II Factory 98 2200455
F30 01 SILworX 0…+60°C SILworX 98 2200472
F30 011 SILworX -20…+60°C SILworX 98 2200478
核心组件与安全设计
I/O 电路设计：
数字输入：20 路非隔离输入，分 5 组供电（每组 4 路，LS+ 为短路保护 24 V 电源），支持 “失电跳闸” 逻辑（故障时输入为低电平安全状态），可配置线路监测（Line Control）检测短路 / 开路；
数字输出：8 路非隔离输出，通道 1-3/5-7 额定电流 0.5 A（60°C），通道 4/8 支持 1 A（60°C）/2 A（50°C），过载时自动关断并周期性重试，短路时触发故障报警；
故障响应机制：检测到输入 / 输出故障（如线路开路、输出过载）时，单通道故障仅切断对应通道，控制器整体故障则切断所有输出，同时激活 FAULT LED 并上报故障代码（如 0x0001 表示输入模块故障，0x0200 表示总电流超限）；
自检测功能：支持 MOT（维护测试）、FTT（故障容忍时间）测试，检测硬件故障（如处理器异常）、软件错误（如循环时间超限），超温时触发输出切断（一级超温代码 0x0400，二级超温代码 0x0800）。
（二）硬件结构与接口
关键参数
| 存储容量 | 版本＜6.46：500 kB 程序 / 数据；版本≥7：1023 kB 程序 / 数据；版本 6.100：2047 kB 程序 / 数据 | 适配不同复杂度的用户程序 |
| 响应时间 | ≥20 ms | 满足中小型安全应用的实时性需求 |
| 通信接口 | 4×RJ-45（SafeEthernet）、3×9 针 D-sub（FB1/FB2/FB3，支持 PROFIBUS/RS485 等） | 支持安全与标准通信协议 |
| 时钟缓冲 | 集成金电容，断电后维持时钟约 1 周 | 保证时间同步连续性 |
| 尺寸（H×W×D） | 114×257×66 mm（含固定件） | 重量约 1.2 kg，支持 35 mm DIN 导轨安装 |
LED 指示灯分组与含义
控制器前端共 5 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，6 盏）：
RUN（绿）：常亮表示正常运行（执行用户程序），慢闪表示 STOP 状态或加载操作系统；
ERROR（红）：常亮表示进入 ERROR STOP 状态（如硬件故障），慢闪表示操作系统故障需重新加载；
PROG（黄）：常亮表示加载配置，慢闪表示切换至 STOP 状态或加载操作系统；
FORCE（黄）：常亮表示 RUN 状态下强制功能激活，慢闪表示 STOP 状态下准备强制；
FAULT（黄）：常亮表示配置 / 操作系统损坏，慢闪表示 I/O 故障；
OSL/BL（黄）：慢闪表示应急加载器激活 /boot 加载器故障；
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（DI 1-20/DO 1-8，黄）：常亮表示通道通电（输入有效 / 输出吸合），熄灭表示通道失电（安全状态）；
现场总线灯（FB1-3，黄）：状态随协议变化（如 PROFIBUS 通信正常时常亮），具体参考对应通信手册。
复位键功能
控制器左上角预留复位孔（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：60000.0.0），同时清空用户账号（仅保留默认管理员账号，密码为空）。注意：复位前需拔下所有现场总线插头，避免干扰其他设备通信。
安装与组态流程
（一）控制器安装与接线
安装前提
需固定在 35 mm DIN 导轨上，周围预留散热空间（功率损耗 12-33 W，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 “LS+” 端子，负极接 “L-” 端子，需独立供电，避免与动力回路共线；
数字输入接线：20 路输入分 5 组，每组对应独立 “LS+”（传感器供电）与 “L-”（接地），如 DI 1-4 对应端子 13（LS+）-17（DI4）-18（L-），支持无源触点与有源信号（需接对应 “L-”）；
数字输出接线：8 路输出分 2 组，每组对应 “LS+”（公共端）与 “L-”（接地），如 DO 1-4 对应端子 1（LS+）-5（DO4）-6（L-），通道 4/8 支持高负载（2 A@50°C）， inductive 负载需并联续流二极管；
通信接线：RJ-45 接口接 SafeEthernet 网络，支持菊花链拓扑；D-sub 接口（FB1-3）接现场总线（如 PROFIBUS/RS485），需使用屏蔽电缆（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：配置控制器名称、IP 地址、子网掩码（默认 192.168.0.99）、SRS（系统机架插槽地址，默认 60000.0.0）；
线路监测：设置脉冲通道数（如 1 表示用 DO1 脉冲检测线路）、脉冲延迟（线路故障检测等待时间）、脉冲插槽（固定为 3）；
故障监测：启用 MOT/FTT 测试，读取故障代码（如 0x0010 表示输入短路，0x0002 表示输出安全关断故障）。
输入通道配置（DI 20: Channels 选项卡）：为每路输入（DI1-DI20）分配全局变量，设置脉冲通道（如 1 表示接收 DO1 脉冲），监测单路故障（如 0x80 表示线路开路）；
输出通道配置（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 0x02 表示通道过载）。
ELOP II Factory 组态（版本＜7）
通过 “Signal Editor” 为 I/O 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/FAULT 灯亮表示故障，I/O 灯对应通道状态；
详细诊断：通过编程工具读取故障日志（如线路短路、输出过载），支持在线查看 I/O 反馈值（确保指令与实际状态一致），SOE 功能记录 5000 条事件（分辨率 1ms），便于故障追溯。
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. 控制器未进入 RUN 状态；2. 总电流超限；3. 供电故障 | 1. 检查 RUN 灯状态（是否为 RUN）；2. 读取 DO.Error Code（是否为 0x0200）；3. 测量 24 VDC 供电 |
| 单路输入故障（DI 灯灭，故障代码 0x80） | 1. 线路开路；2. 传感器供电故障；3. 脉冲通道配置错误 | 1. 检查输入接线（是否松动）；2. 测量 LS+ 电压（是否为 24 V）；3. 确认脉冲通道与 DO 配置匹配 |
| 通信中断（通信灯灭） | 1. IP 地址冲突；2. 电缆故障；3. 现场总线协议不匹配 | 1. 检查控制器 IP 与 PADT 是否同网段；2. 更换通信电缆；3. 确认现场总线协议（如 PROFIBUS 从站地址）配置正确 |
（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（控制器需处于 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 I/O 通道通断、线路监测功能、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控制器；
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。
