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Emerson DeltaV S-series 传统 I/O 模块
时间: 2025-09-03浏览次数：
Emerson DeltaV S-series 传统 I/O 模块
Emerson DeltaV S-series 传统 I/O 模块
Emerson（艾默生）DeltaV S-series 传统 I/O 模块是专为 DeltaV 分布式控制系统（DCS）设计的模块化输入 / 输出子系统，核心定位为提升工业过程控制的灵活性、可靠性与安装运维效率，适用于石油化工、电力、能源等对环境适应性和系统稳定性要求极高的工业场景，可实现模拟量、离散量信号的精准采集与输出。
核心特性与优势
模块化与灵活架构
可扩展设计：单个控制器最多支持 8 个 I/O 载体，共 64 个 I/O 插槽，支持模拟量（AI/AO）、离散量（DI/DO）等各类 I/O 模块混装，满足不同场景的信号采集与控制需求。
按需配置：支持 “按需采购” 模式，可根据系统规模选择 I/O 卡、8 槽载体、电源 / 控制器等组件，后期可随系统扩容灵活添加，避免资源浪费。
高效安装与运维
免工具安装：载体通过卡扣固定在 T 型 DIN 导轨上，I/O 模块直接卡入插槽，无需工具；所有接线通过载体和端子块完成，更换模块时无需断开现场接线，降低运维停机时间。
防错设计：每个 I/O 模块与端子块配备专属 “钥匙定位” 机制（两个可旋转定位柱，6 种位置组合），仅允许匹配的模块插入对应端子块，避免错装风险。
集成供电：I/O 载体内置 24V DC 总线式现场电源分配，分为主 / 副电源供给奇数 / 偶数插槽，每个插槽独立熔断保护，减少外部供电回路设计，同时保障单卡故障不影响其他模块。
在线扩展与高可用性
在线扩容：支持带电添加 I/O 载体（直接连接现有载体右侧或通过延长电缆安装在其他 DIN 导轨），控制器自动检测新载体与模块并录入配置数据库，无需中断现有 I/O 通信。
1:1 冗余备份：4 类关键 I/O 卡（如 8 通道 AI/AO、32 通道 DI/DO）支持冗余配置，成对安装在冗余端子块上即可被系统自动识别为冗余对，故障时 2 个 I/O 总线扫描周期内完成切换（模拟量切换时信号重叠 <5ms，数字量 “先通后断” 确保设备供电不中断），无需额外配置。
恶劣环境适应性
宽温运行：所有 I/O 模块工作温度范围达 - 40~70℃（-40~158℉），支持安装在现场机柜中，减少控制室占地面积，同时缩短多芯电缆布线长度，降低成本。
抗干扰与防腐：符合 ISA-S71.04-1985 G3 级防腐蚀标准（采用 conformal coating conformal coating），抗冲击（10g 半正弦波，11ms）、抗振动（5~13.2Hz 时 1mm 峰峰值，13.2~150Hz 时 0.7g），适应工业现场复杂电磁与环境干扰。
核心产品组成与 I/O 模块分类
1. 子系统组成
DeltaV S-series 传统 I/O 子系统主要包含以下组件：
I/O 载体：DIN 导轨安装，承载所有 I/O 组件，提供总线供电与通信接口，分为 8 槽水平载体等类型。
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：含模拟量输入 / 输出、离散量输入 / 输出等类型，均采用统一外形设计，搭配专属端子块使用。
辅助配件：电缆延长器（灵活调整载体安装位置）、端子块（标准 / 熔断 / 冗余型）、Mass 连接模块（适配第三方接线方案）。
2. I/O 模块类型与关键参数
模块分为模拟量（AI/AO） 和离散量（DI/DO） 两大类，支持 simplex（单模）或 redundant（冗余）安装，以下为核心模块规格：
（1）模拟量输入（AI）模块
模块类型 通道数 信号类型 关键参数
AI 4-20mA HART 8 4-20mA（2/4 线制） 分辨率 16 位，25℃精度 0.1% 量程，通道光隔离 1500V DC，支持 HART 透传（扫描时间 600-800ms / 通道）
AI Plus 4-20mA HART 16 4-20mA（2/4 线制） 分辨率 16 位，精度 0.2% 量程，通道光隔离 1000V DC，支持 Mass 端子块与故障检测
RTD 模块 8 Pt100/Pt200/Ni120 等 2/3/4 线制，激励电流 100μA，Pt100 测量范围 - 200~850℃，精度 ±0.5℃（25℃）
热电偶 /mV 模块 8 B/E/J/K/N/R/S/T 型热电偶、mV 信号 冷端补偿 ±1℃，mV 范围 - 100~100mV，精度 ±0.1mV（25℃）
隔离型 AI 模块 4 热电偶 /mV/V/RTD 通道间光隔离 1500V DC，支持宽范围电压信号（0-5V/0-10V 等），精度提升（如 E 型热电偶 ±0.5℃）
（2）模拟量输出（AO）模块
模块类型 通道数 信号类型 关键参数
AO 4-20mA HART 8 4-20mA 分辨率 14 位，-40~60℃精度 0.25% 量程，通道光隔离 1500V DC，支持开路检测（<0.7mA）
AO Plus 4-20mA HART 16 4-20mA 分辨率 14 位，精度 0.25% 量程，通道光隔离 1000V DC，支持 Mass 端子块，现场电源最大 400mA@24V DC
（3）离散量输入（DI）模块
模块类型 通道数 信号类型 关键参数
DI 24V DC 干接点 8 干接点（兼容 NAMUR 传感器） 导通检测 > 2.2mA，关断 < 1mA，输入阻抗 5kΩ，通道光隔离 1500V DC
DI Plus 24V DC 干接点 32 24V DC 干接点 导通检测 > 2mA，关断 < 0.25mA，支持端子故障检测（需搭配 Mass 端子块），现场电源 150mA@24V DC
脉冲计数输入（PCI） 4 24V DC 频率范围 0.1Hz~50kHz，最小脉冲宽度 10μs，32 位无符号计数器，通道光隔离 1500V DC
事件顺序（SOE）输入 16 24V DC 干接点 通道扫描率 0.25ms/16 通道，时间戳精度 ±0.25ms（单卡）/±1ms（单控制器），支持事件日志
DI 120V AC 隔离型 8 120V AC 导通检测 84~130V AC，关断 0~34V AC，输入阻抗 60kΩ，通道间光隔离 250V AC
（4）离散量输出（DO）模块
模块类型 通道数 信号类型 关键参数
DO 24V DC 高侧 8 24V DC 每通道最大 1A 连续输出（浪涌 4A<100ms），关断泄漏 < 1.2mA，通道光隔离 1500V DC
DO Plus 24V DC 高侧 32 24V DC 每通道 100mA 输出，关断泄漏 < 0.1mA，支持端子故障检测，现场电源 3.2A@24V DC
DO 120/230V AC 隔离型 8 120/230V AC 每通道最大 1A 连续输出（浪涌 5A<100ms），关断泄漏 2mA（120V AC）/4mA（230V AC），通道间光隔离 250V AC
端子块与系统兼容性
1. 端子块类型与适配
端子块分为标准端子块、熔断端子块、冗余端子块和Mass 端子块，不同 I/O 模块需搭配专属端子块，核心适配关系如下：
端子块类型 适配模块示例 特点
8 通道标准端子块 8 通道 AI/AO、8 通道 DI/DO 基础接线，支持单模安装
8 通道熔断端子块 所有 8 通道模块 内置 2A 熔断器，保护现场回路
冗余 8 通道端子块 8 通道冗余 AI/AO、DI/DO 支持 2 个模块并行安装，实现冗余备份
Mass 端子块（16/24/40/48 针） Plus 系列模块、部分标准模块 适配 S-series Mass 连接方案或第三方设备（如 Pepperl+Fuchs HiC 安全栅），优化现场布线
2. 系统兼容性要求
控制器：需搭配 SQ 或 SX 系列控制器，v11.3.1 及以上版本 DeltaV 系统支持 S-series 与 M-series 控制器共网运行。
软件版本：Plus 系列模块（16 通道 AI/AO、32 通道 DI/DO）需 DeltaV v13.3 及以上版本。
安装限制：仅支持水平载体，不兼容垂直载体；垂直 I/O 应用需使用 CHARMS 电子编组 I/O。
认证与安全规范
国际认证：
电气安全：CE（EN 61326-1）、FM（3600/3611）、CSA（C22.2 No.213/1010-1）。
防爆认证：ATEX（II 3G Ex ec IIC T4 Gc）、IECEx（II 3G Ex ec IIC T4 Gc）、FM/CSA Class I, Division 2（Groups A-D, T4）。
船级认证：IACS E10、ABS 设计评估证书、DNV 船用证书。
安全设计：
隔离保护：所有模块通道与系统间光隔离（1000~1500V DC），部分离散量模块通道间额外隔离。
故障报警：硬件故障（如模块故障、通信中断、现场接线故障）自动触发系统报警，日志记录于 Event Chronicle，支持诊断界面实时查看模块状态。
订购
1. 核心模块订购型号（示例）
模块描述 型号示例
8 通道 AI 4-20mA HART（配 AI 8 通道端子块） SE4003S2B1
16 通道 AO Plus 4-20mA HART（配 48 针 Mass 端子块） SE4005S2B5
32 通道 DI Plus 24V DC（配冗余 40 针 Mass 端子块） SE4081S2T2B7
8 通道 DO 120/230V AC 隔离型（配熔断端子块） SE4002S2T1B2
