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YOKOGAWA FA-M3 嵌入式机器控制器
时间: 2025-12-18浏览次数：
YOKOGAWA FA-M3 嵌入式机器控制器
YOKOGAWA FA-M3 嵌入式机器控制器
系统核心配置
1. 模块组成
基础模块：6 种型号（F3BU04-0N 至 F3BU16-0N），插槽数 4-16 个，支持不同模块组合
电源模块：AC 输入（F3PU10/20/30 系列）、DC 输入（F3PU16/26/36 系列），输出电压 5V DC，额定电流 2.0A-6.0A
CPU 模块：含序列 CPU、BASIC CPU、OS-free CPU 等，指令执行时间 0.00375μs-0.36μs / 步，程序容量 5K-254K 步
I/O 模块：数字量（输入 / 输出 / 混合）、模拟量（输入 / 输出）、特殊模块（温度控制、定位、通信等），点数 8-64 点 / 模块
扩展模块：光纤 FA 总线模块、通信模块（以太网、PROFIBUS-DP 等）
2. 系统拓扑
主单元：必须含 1 个 CPU 模块，单元编号 0，支持最多 3 个扩展 CPU 模块
从单元：无 CPU 模块，最多 7 个，通过总线与主单元连接，单系统最大 I/O 点数 8192 点
扩展距离：光纤电缆单段最长 500m，双绞线电缆最长 70m
关键技术参数
1. 环境与物理参数
类别 规格
工作温度 0-55℃（部分模块需更窄范围）
存储温度 -20-75℃
相对湿度 10-90% RH（无冷凝）
安装要求 室内使用，金属面板 enclosure（IK08 及以上）
海拔高度 最高 2000m
抗振动 10-57Hz 振幅 0.075mm，57-150Hz 加速度 9.8m/s²
2. 电气参数
电源波动：AC 电源 85-264V，DC 电源 15.6-31.2V
绝缘电阻：≥5MΩ（500V DC 测试）
耐压强度：1500V AC/1 分钟（电源端子 - 接地）
泄漏电流：≤3.5mA（AC 电源）
允许瞬时断电：最长 20ms（标准模式）
3. 性能指标
CPU 处理速度：基础指令 0.0175μs-0.36μs / 步（依型号）
I/O 响应时间：数字量最快 50μs，高速模块最快 0.1ms
通信速率：以太网最高 100Mbps，PROFIBUS-DP 最高 12Mbps
扩展能力：最多支持 7 个从单元，32 个 FA 链路 H 模块站点
安装与接线规范
1. 安装要求
固定方式：DIN 导轨安装（F3BU04/06/05/09/13）或 M4 螺钉固定（所有型号）
安装间隙：垂直安装间距≥8cm，上下通风口无遮挡
模块安装：断电操作，模块需卡紧至卡扣锁定，振动环境需额外螺钉固定
2. 接线规范
导体要求：仅允许铜导体，截面积 0.33-2.1mm²（AWG14-22）
端子扭矩：M3 螺钉 0.8N・m，M4 螺钉 1.2N・m
抗干扰措施：
信号电缆与电源电缆间距≥20cm
模拟信号与数字信号分槽布线
屏蔽电缆两端接地，弯曲半径≥50mm（光纤）
接地要求：
保护接地（FG）：连接至保护接地网，线缆≥2mm²
功能接地（FG）：低阻抗接地，CE 合规需编织线
3. CE 认证合规要求
电磁兼容（EMC）：EN 61326-1 Class A，EN 55011 Class A
低电压指令（LVD）：EN 61010-1，过电压类别 II
RoHS 合规：EN IEC 63000 标准
测试与维护
1. 测试流程
安装检查：模块安装牢固、面板通风良好
接线检查：极性正确、端子拧紧、屏蔽层接地
绝缘测试：500V DC 兆欧表，绝缘电阻≥5MΩ
上电测试：电源指示灯（RDY）常亮为正常
功能测试：安全回路（急停）→ 单模块测试 → 系统联动测试
2. 维护要点
定期维护：清洁面板（软布 + 中性清洁剂）、检查电缆连接
备件更换：
电池：序列 CPU 模块内置锂电池，室温下寿命≥10 年
模块：使用超 10 年需预防性更换
保险丝：3.15A 延时保险丝（型号 A1113EF）
故障处理：通过 CPU 自诊断功能查看错误代码，核心错误包括模块通信故障、电源异常、I/O 短路等
安全注意事项
断电操作：接线、插拔模块前必须关闭电源
禁止改装：不得修改模块内部电路或外壳
负载限制：输出模块不得超过额定电流（晶体管型 0.1A-2A / 点，继电器型 2A / 点）
环境防护：避免腐蚀性气体、易燃气体及放射性环境
紧急回路：需外接继电器实现急停回路联锁
关键问题及答案
问题 1：FA-M3 控制器的最大扩展能力如何？支持哪些扩展方式？
答案：
最大扩展：主单元（0 号）可连接最多 7 个从单元（1-7 号），单系统最大 I/O 点数达 8192 点（依 CPU 模块型号）
扩展方式：
光纤 FA 总线 2 型模块：使用光纤电缆，单段最长 500m，抗干扰能力强
FA 总线 2 型模块：使用屏蔽双绞线，单段最长 70m，成本较低
本地扩展：基础模块支持 4-16 个插槽，直接扩展本地 I/O 模块
问题 2：安装 FA-M3 控制器时，接地和抗干扰的关键要求是什么？
答案：
接地要求：
保护接地（FG 端子）：连接至符合各国标准的保护接地网，接地电阻≤100Ω，线缆截面积≥2mm²
功能接地（FG 端子）：为保证稳定运行必须接地，CE 合规需使用编织线以确保高频低阻抗
屏蔽层接地：信号电缆屏蔽层两端接地，通过 FG 夹具固定至金属面板
抗干扰要求：
电缆分离：电源电缆与信号电缆间距≥20cm，模拟信号与数字信号分槽布线
线缆选择：使用屏蔽双绞线或光纤电缆，避免与动力电缆平行敷设
滤波措施：电源模块内置噪声滤波器，敏感模块可额外加装铁氧体磁芯
问题 3：FA-M3 控制器的电源模块有哪些类型？如何选择适配的电源模块？
答案：
电源模块类型：
类型 型号系列 输入电压 额定输出 适用基础模块
AC 输入 F3PU10/20/30 100-240V AC 5V DC，2.0A/4.3A/6.0A F3BU04/06（10 系列）；F3BU05/09/13/16（20/30 系列）
DC 输入 F3PU16/26/36 24V DC 5V DC，2.0A/4.3A/6.0A F3BU04/06（16 系列）；F3BU05/09/13/16（26/36 系列）
选择原则：
依据基础模块型号：4/6 插槽基础模块选 10/16 系列，5/9/13/16 插槽选 20/26/30/36 系列
依据功率需求：总电流消耗≤电源额定输出电流（需叠加所有模块电流消耗）
依据安装环境：CE 合规需选择带 “S” 后缀的型号（如 F3PU10-0S）
依据供电稳定性：波动较大的场景优先选择 AC 输入模块（允许 85-264V 宽范围）
