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Emerson DeltaV S 系列传统 I/O 模块
时间: 2025-08-29浏览次数：
Emerson DeltaV S 系列传统 I/O 模块
Emerson DeltaV S 系列传统 I/O 模块
V 分布式控制系统（DCS）的核心 I/O 子系统，专为工业过程控制场景设计，具备模块化、高灵活性、易安装扩展及强环境适应性等特点，可满足国防、工业自动化、医疗等领域对可靠数据采集与控制的需求，同时通过兼容既有系统与简化运维，帮助用户降低总成本。
核心优势与价值
1. 模块化与灵活构建
层级化架构：单个控制器最多支持 8 个 I/O 载体，形成被动总线可接入 64 个 I/O 接口，每个接口搭配专属端子块，可灵活安装于任意 I/O 插槽，支持按需采购硬件（I/O 卡、载体、电源等），随系统扩容逐步添加。
无工具安装：载体通过卡扣固定于 T-DIN 导轨，I/O 模块直接卡入插槽，无需工具即可完成组装；端子块与 I/O 卡一一对应，模块拆卸无需断开现场接线，简化维护流程。
2. 降低安装成本与时间
集成供电与保护：I/O 载体内置总线式现场电源分配（分主 / 副电源供给奇偶插槽），每个插槽独立熔断保护，减少外部配电回路，同时提供 24V DC 带熔丝总线电源，降低布线复杂度。
防错设计：I/O 接口配备功能钥匙（Keying Posts），仅允许匹配类型的 I/O 卡插入对应端子块，避免误装；部分端子块集成串联熔丝，可快速断开以隔离现场电路故障。
3. 在线扩展与高可用性
无中断扩容：支持在线添加 I/O 载体（直接连接现有载体右侧或通过延长线安装于其他导轨），控制器自动检测新模块并同步至配置数据库，无需中断现有 I/O 通信。
1:1 冗余支持：4 类关键 I/O 卡（如 AI 4-20mA HART、DI 24V DC 等）提供冗余端子块，成对安装后系统自动识别为冗余组，故障时 2 个 I/O 总线扫描周期内完成切换，模拟输出切换时信号重叠 < 5ms，确保过程无扰动。
4. 现场安装适配与环境耐受
宽温与防护：所有 I/O 接口工作温度范围 - 40~70°C（存储 - 40~85°C），防护等级 IP20，支持安装于现场机柜，减少控制室空间占用与长距离多芯线缆成本，无需中间接线柜。
抗恶劣环境：符合 ISA-S71.04-1985 G3 级防腐蚀标准（采用 conformal coating 涂层），耐受 10G 半正弦波冲击（11ms）与 5-150Hz 振动（1mm 峰峰值 / 0.7G），适配工业严苛场景。
产品组成与 I/O 卡类型
1. 核心组成部件
I/O 载体：DIN 导轨安装，承载所有 I/O 组件，提供电源分配与信号总线，分 8 槽（主载体）和 2 槽（扩展载体）两种规格。
电源供给：大容量 AC 转 24V DC 电源，为现场设备与 I/O 模块供电。
I/O 模块：含模拟量（AI/AO）、离散量（DI/DO）等类型，统一封装形式，搭配专属端子块实现现场接线。
延长线缆：灵活扩展载体安装位置，支持远距离部署。
端子块：分标准型、熔断型、冗余型与 Mass（批量接线）型，部分支持第三方接线方案（如 Phoenix、P+F HiC 安全栅）。
2. 主要 I/O 卡规格
（1）模拟输入卡（AI）
覆盖电流、电压、温度传感器信号采集，关键型号参数如下：
卡类型 通道数 信号类型 核心参数 冗余支持
AI 4-20mA HART 8 4-20mA（2/4 线制） 精度 0.1% 量程，16 位 AD，HART 透传，通道光隔离 1500V DC 是
AI Plus 4-20mA HART 16 4-20mA（2/4 线制） 精度 0.2% 量程，16 位 AD，支持批量接线端子块 是
RTD 输入卡 8 Pt100/Pt200/Ni120 等 2/3/4 线制，100μA 激励，精度 ±0.2~3.5°C（依传感器） 否
热电偶 /mV 卡 8 B/E/J/K 等热电偶、mV 信号 冷端补偿 ±1°C，16 位 AD，支持开路检测 否
隔离输入卡 4 热电偶 /mV/V/RTD 通道间光隔离 1500V DC，精度 ±0.5~2.2°C（热电偶） 否
（2）模拟输出卡（AO）
主要输出 4-20mA HART 信号，适配执行器等设备：
卡类型 通道数 信号类型 核心参数 冗余支持
AO 4-20mA HART 8 4-20mA 精度 0.25%~0.4% 量程，14 位 DA，通道光隔离 1500V DC 是
AO Plus 4-20mA HART 16 4-20mA 精度 0.25% 量程，支持批量接线，输出 compliance 电压 21.6V（20mA/700Ω 负载） 是
（3）离散输入卡（DI）
支持直流 / 交流干接点、脉冲计数与事件记录：
卡类型 通道数 信号类型 核心参数 冗余支持
DI 24V DC 干接点 8/32 24V DC 干接点 导通检测 > 2.2mA，关断 < 1mA，支持脉冲计数（<75Hz） 是（8 通道）
DI 24V DC 隔离 8 24V DC 隔离信号 导通检测 > 10V，关断 < 5V，通道间光隔离 1500V DC 否
DI 120V AC 8 120V AC 干接点 / 隔离 导通检测 > 1.4mA（干接点）/84~130V（隔离），输入阻抗 60KΩ 否
脉冲计数输入（PCI） 4 24V DC 脉冲 频率 0.1Hz~50kHz，32 位计数器，最小脉冲宽度 10μS 否
事件序列（SOE） 16 24V DC 干接点 时间戳精度 ±0.25ms（单卡）/±1ms（单控制器），扫描率 0.25ms/16 通道 否
（4）离散输出卡（DO）
驱动直流 / 交流负载，支持多种输出模式：
卡类型 通道数 信号类型 核心参数 冗余支持
DO 24V DC 高边 8/32 24V DC 单通道 1A 连续输出，3A 卡最大，支持瞬时输出 / 脉冲输出（分辨率 5ms） 是（8 通道）
DO 24V DC 隔离 8 24V DC 隔离 通道间光隔离 1500V DC，关断泄漏 < 1.2mA 否
DO 120/230V AC 8 120/230V AC 单通道 1A 连续输出，浪涌 5A（100ms）/20A（20ms），关断泄漏 2~4mA 否
硬件规格与系统兼容
1. 通用硬件参数
电气隔离：模拟量 / 离散量通道均与系统光隔离（1000~1500V DC），部分离散卡支持通道间隔离，避免干扰。
电源需求：I/O 模块单卡功耗 12V DC 50~250mA（依类型），载体总线电源 24V DC（±10%），单卡最大现场电流 3A。
校准与诊断：所有卡无需手动校准，自带电源 / 错误指示灯，8 通道卡含通道状态 LED；系统自动监测硬件故障（如卡件失效、通信中断、现场接线故障），并通过告警日志记录。
2. 系统兼容性
控制器要求：需搭配 DeltaV SQ/SX 系列控制器，支持与 M 系列控制器共网（v11.3.1 及以上版本），控制模块可跨控制器分配。
软件版本：Plus 系列卡（如 AI Plus、DO Plus）需 DeltaV v13.3 及以上版本；终止故障检测（Termination Fault Detection）仅支持 Plus 卡 + 特定 Mass 端子块 + S 系列批量接线方案。
第三方适配：Mass 端子块兼容 P+F HiC 安全栅、Phoenix 接线模块，需参考艾默生联盟计划认证产品清单。
认证与订购信息
1. 关键认证
安全与防爆：
北美：FM 3600/3611，CSA C22.2 No.213/1010-1，Class I Division 2（Groups A-D，T4）
欧盟：ATEX II 3G Ex ec IIC T4 Gc，EN 61326-1 EMC 认证
国际：IECEx II 3G Ex ec IIC T4 Gc，船级社认证（IACS E10、ABS、DNV）
电磁兼容（EMC）：符合 EN 55022 B 级发射、EN 55024 抗扰度，FCC Part 15 Subpart B（A 级）、ICES-003（A 级）。
2. 典型订购型号（示例）
产品类型 描述 型号
8 通道 AI 卡 4-20mA HART，配 AI 8 通道端子块 SE4003S2B1
冗余 16 通道 AO 卡 2×AO Plus 4-20mA HART，配冗余 48Pin Mass 端子块 SE4085S2B5
32 通道 DI 卡 24V DC 干接点，配 40Pin Mass 端子块 SE4001S2T2B5
8 通道 AC DO 卡 120/230V AC 隔离，配熔断 8 通道端子块 SE4002S2T1B2
备件保险丝 250V 2A（20 个 / 盒），用于熔断端子块 KJ4010X1-BC1
应用场景与用户价值
1. 目标行业
工业自动化：半导体加工设备（SPE）、自动测试设备（ATE），通过高带宽 I/O 与快速处理适配精密控制，AltiVec 向量处理支持复杂算法。
过程工业：石油化工、电力、水处理，宽温与防腐蚀设计适配现场恶劣环境，冗余功能保障关键流程连续运行。
医疗与能源：医疗影像设备（需稳定数据传输）、可再生能源控制系统，在线扩展能力支持系统逐步升级。
2. 核心用户价值
投资保护：兼容 DeltaV M 系列 I/O 与第三方接线方案，支持既有系统平滑迁移，减少硬件替换成本。
运维效率：Plug-and-Play 自动识别、无工具安装与在线维护，降低停机时间与人工成本。
可靠性保障：冗余设计、宽环境耐受与故障自诊断，满足工业控制 “零中断” 需求，减少过程波动损失。
