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HIMA可编程系统H41q和H51q系统系列
时间: 2026-02-27浏览次数：
HIMA可编程系统H41q和H51q系统系列
HIMA可编程系统H41q和H51q系统系列
系统核心设计与整体分类
核心定位：H41q 和 H51q 为 HIMA 第三代 PES，基于相同软硬件，主打过程工程工厂控制，支持数字 / 模拟信号处理，部分模块适配DIN 19234接近开关和本质安全电路；
安全与可用性：均满足DIN V 19250 AK 1-6 安全等级要求，按可用性分为三级，搭配冗余设计：
M（常规）：单通道中央模块 / I/O 总线 / I/O 模块
H（高）：冗余中央模块，单通道 I/O 总线
HR（极高）：冗余中央模块 + 冗余 I/O 总线
安全版本（MS/HS/HRS）：双处理器设计，带TÜV 认证，满足最高安全等级要求；
系统架构差异：
特性 H41q H51q
架构类型 紧凑型单机架 模块化分布式
机架规格 5U 19 英寸单机架，集成所有组件 1 个 5U 中央机架 + 最多 16 个 4U I/O 机架
最大 I/O 模块 12 个 256 个（16 个 I/O 机架 ×16 个 / 架）
最大 I/O 通道 192 个（12×16） 4096 个（256×16）
接口数量 固定 2 个 RS485 2 个 RS485 + 最多 6 个扩展 RS485 + 以太网 / Profibus-DP
控制模式 无 PES 主站 支持 PES 主站控制
编程与运维：通过ELOP II编程系统在 PC 上完成配置、编译、监控，PC 与 PES 通过串行接口 / 总线连接，实现程序下载、测试和状态监控。
H41q 紧凑型系统家族
系统特性：5U 19 英寸单机架，集成中央模块、电源、配电、I/O 模块等所有组件，自带电缆槽，适用于小点数控制场景；
核心型号与硬件：分基础版（M/H/HR）和 TÜV 安全版（MS/HS/HRS），核心硬件差异如下：
型号 中央模块 电源模块 I/O 总线 最大 I/O 模块 装配套件
H41q-M F8653（单） F7130A（1 个） 单 12 B4230
H41q-H F8653（双） F7130A（2 个） 单 12 B4232-1
H41q-HR F8653（双） F7130A（2 个） 双 2×6 B4232-2
H41q-MS F8652（单，双处理器） F7130A（1 个） 单 12 B4231
H41q-HS F8652（双，双处理器） F7130A（2 个） 单 12 B4233-1
H41q-HRS F8652（双，双处理器） F7130A（2 个） 双 2×6 B4233-2
关键设计：
电源：24V DC 输入，经 F7130A 转换为 5V DC，冗余电源模块并联，故障时自动切换；
中央模块：基础版 F8653 为单处理器，安全版 F8652 为时钟同步双处理器（实数据 + 反数据运算，硬件比较器校验）；
安全关断：集成看门狗（WD）信号，故障时触发模块 / 系统关断，支持分组关断（最多 10 个模块 / 组）。
H51q 模块化系统家族
系统特性：分布式架构，由1 个 5U 中央机架和最多 16 个 4U I/O 机架组成，中央机架含核心控制组件，I/O 机架负责信号采集 / 输出，适用于大点数、分布式控制场景；
核心型号与硬件：分基础版（M/H/HR）和 TÜV 安全版（MS/HS/HRS），核心硬件差异如下：
型号 中央模块 电源模块 I/O 总线 最大 I/O 模块 装配套件
H51q-M F8651（单） F7126（2-3 个） 单 256 B5230
H51q-H F8651（双） F7126（3 个） 单 256 B5232-1
H51q-HR F8651（双） F7126（3 个） 双 2×128 B5232-2
H51q-MS F8650（单，双处理器） F7126（2-3 个） 单 256 B5231
H51q-HS F8650（双，双处理器） F7126（3 个） 单 256 B5233-1
H51q-HRS F8650（双，双处理器） F7126（3 个） 双 2×128 B5233-2
扩展硬件：
协处理器模块 F8621A：每中央模块最多 3 个，提供 2 个 RS485 扩展，支持 PLC 主站功能；
通信模块：F8625（以太网）、F8626（Profibus-DP），每中央模块最多 5 个，冗余系统可扩展至 10 个；
I/O 耦合模块 F7553：每个 I/O 机架 1 个，实现 I/O 总线连接与看门狗信号关断；
关键设计：
电源：24V DC 输入，经 F7126 转换为 5V DC，3 个电源模块并联，5V DC 经中央机架向后级 I/O 机架供电；
中央模块：基础版 F8651 为单处理器，安全版 F8650 为双处理器，带硬件比较器和 TÜV 认证；
I/O 总线：通过 BV7032 电缆组网，F7546 终端模块匹配，冗余总线对应独立 I/O 机架。
I/O 层级详细设计
模块类型：涵盖数字输入 / 输出、模拟输入 / 输出、(Ex) i 本质安全模块、安全相关输出模块，支持 4TE/8TE 规格，部分模块带线路短路 / 断路监控（LS/LB）；
模块特性：
热插拔：所有 I/O 模块支持在线插拔，安全模块插拔后需按 ACK 键确认；
(Ex) i 模块：分涂漆和非涂漆版本，涂漆版本与非本质安全模块混装时右侧需留空或装分隔板 M2214；
安全相关输出模块：集成3 个串联半导体的安全关断，无故障时间限制，满足 AK6 等级，输出可并联无需外部二极管；
配电设计：
24V DC：经 F7133 配电模块（4 路熔丝 + 熔丝监控）分配，H41q 为 3 个 F7133，H51q 为 4 个 F7133，熔丝与 I/O 模块槽位一一对应；
5V DC：由中央电源模块生成，经总线板内部分配，H51q 若 5V 需求 > 18A，可通过 B9361 套件扩展电源；
I/O 总线：
物理层：通过 BV7032 数据电缆连接，F7546 终端模块完成总线匹配；
冗余设计：HR/HRS 版本为双 I/O 总线，对应独立的 I/O 模块槽位 / 机架，故障时仅关断对应总线的 I/O 模块。
核心技术参数
机械规格：1TE（宽度）=5.08mm，1HE（高度）=44.45mm；H41q 为 5U 单机架，H51q 中央机架 5U、I/O 机架 4U；
处理器与存储：
处理器：INTEL 386 EX，25MHz；
存储：Flash-EPROM（程序存储，≥10 万次擦写）、sRAM（数据存储，锂电池备份），用户程序容量512kbyte；
基础周期：单通道系统5ms，冗余系统25ms；
接口参数：
表格
接口类型 规格 扩展能力
RS485 2 线制，9600-57600bps，光电隔离 H51q 可扩展至 8 个
以太网 IEEE 802.3，10BaseT（RJ45），10Mbit/s H51q 每中央模块最多 5 个
Profibus-DP RS485，最高 12Mbit/s，从站 H51q 每中央模块最多 5 个
环境与 EMC：
工作温度：0-60℃，存储温度：-40-85℃（无电池）/-40-75℃（带电池）；
电磁兼容：满足 EN50082-2（抗扰，ESD 接触 6kV / 空气 8kV、浪涌 1kV 等）、EN50081-2（发射，工业环境 A 类）；
电压暂降：符合 NAMUR NE21，补偿20ms / 秒的电压跌落；
供电参数：24V DC 外设供电（L+/L-），5V DC 微处理器供电，接地电阻 **≤2Ω**，支持浮地 / 接地运行。
安装、启动与维护
安装规范：
ESD 防护：维护人员需静电放电，仅合格人员可操作供电 / 信号 / 数据线；
接地要求：L - 单点点接地（接地电阻≤2Ω），机柜各部件通过16/25mm²黄绿接地线实现等电位连接；
线缆处理：数据 / 信号线缆与动力线缆分离，屏蔽层单端接地，I/O 线缆使用屏蔽线，(Ex) i 模块线缆用编码插头；
电磁兼容：24V DC 输入端建议装 H7013 滤波器，机柜内线缆按规范分离布置；
启动流程：
前期检测：测量 I/O 接口无外部高压、无接地故障，检查 24V DC 极性 / 电压 / 纹波；
模块校验：检查中央 / 通信模块开关设置、I/O 机架耦合模块地址编码；
系统上电：无故障则自动进入 RUN 模式，故障显示 STOP，通过诊断显示 / 编程器排查故障；
维护与故障处理：
维护周期：锂电池每 2.5 年更换（CR-1/2 AA-CB/CR2477N），电源电解电容每 5 年更换；
故障检测：中央模块带 4 位字母数字诊断显示 + 2 个 LED，I/O 模块通过 LED 指示状态，故障日志可通过编程器导出；
模块更换：所有模块支持热插拔，中央 / 电源 / 通信模块有专属插拔流程，故障模块建议返厂维修，用户不建议自行维修；
常见故障：中央模块故障触发看门狗关断，I/O 模块故障自动关断 / 信号置 0，总线故障触发对应机架关断。
配件与模块规格
装配套件：H41q 和 H51q 各 6 款专属套件，含核心硬件、配电、线缆等，H51q 另配 I/O 机架套件 B9302、5V 电源扩展套件 B9361；
核心模块：中央模块（F8650/F8651/F8652/F8653）、电源模块（F7126/F7130A）、协处理器（F8621A）、通信模块（F8625/F8626）、I/O 耦合模块（F7553）、配电模块（F7133）；
I/O 模块：覆盖数字 / 模拟输入输出，支持本质安全和安全相关版本，关键型号如数字输入 F3222、模拟输入 F6208、安全输出 F3330；
线缆与辅助器件：
线缆：I/O 总线 BV7032、通信线缆 BV7040/BV7044、光纤线缆 BV7049/BV7050；
辅助器件：浪涌保护模块（Phoenix MTRS485）、继电器模块（H4116/H4122）、滤波器 H7013、终端模块 F7546。
应用与配置提示
软件要求：ELOP II 版本≥1.31，操作系统 BS 41q/51q V7.0-7；
系统扩展：H51q 可通过 B9302 套件扩展 I/O 机架，扩展部分受 TÜV 认证保护；
旧模块兼容：旧款输出模块（如 F3311）不可用于安全相关输出，故障时输出会冻结，需手动关断；
中央模块替换：H41/H51 旧系统替换为 H41q/H51q 中央模块时，需按规范重新接线。
