欢迎浏览厦门控匠自动化科技有限公司
YOKOGAWA
YOKOGAWA 16137-153数字输入模块
产品详情
YOKOGAWA 16137-153数字输入模块
产品概述
YOKOGAWA 16137-153数字输入模块是日本横河电机推出的工业级开关量信号采集设备，隶属于工业自动化控制系统的核心扩展模块范畴，主要用于工业生产现场各类数字量信号的精准采集与传输。该模块采用标准化模块化设计，可与横河系列DCS控制系统（如Centum系列）无缝兼容，通过专用接口实现与上位机的稳定通信。其核心功能是将现场传感器、行程开关、按钮、接近开关等设备输出的开关量信号（通/断状态）进行隔离、调理后，转换为系统可识别的数字信号，为工业控制逻辑的运算与决策提供可靠的数据支撑。模块具备优异的抗电磁干扰能力和环境适应性，采用工业级高可靠性元器件，可在高温、高湿度、多粉尘等复杂工业环境下长期稳定运行，广泛应用于石油化工、电力、冶金、智能制造等工业自动化领域。
规格参数
1. 核心输入参数
- 输入通道：8路/16路数字量输入（标配主流规格，具体以实际型号为准），通道间相互隔离，隔离电压≥2500V AC，有效避免信号串扰。
- 信号类型：支持干触点（无源触点）和湿触点（有源电压信号）输入；干触点输入适配触点通断信号，湿触点输入支持DC 24V标准电压信号（OFF状态：≤5V DC，ON状态：≥15V DC）。
- 输入阻抗：干触点输入阻抗≤100Ω（导通状态），湿触点输入阻抗≥100kΩ（截止状态），确保信号采集的精准性。
- 响应时间：≤1ms（典型值），最快可捕捉高频开关量信号变化，满足高速工业控制场景的信号采集需求。
2. 电气参数
- 电源需求：工作电压为DC 24V，电压允许波动范围±10%，最大功耗≤5W，适配工业现场标准直流供电系统。
- 隔离性能：输入与电源、输入与输出之间均采用光电隔离设计，隔离等级符合IEC 61010-1标准，抗干扰能力优异。
- 过压保护：输入通道具备±30V DC过压保护功能，可有效抵御现场电压波动对模块的损坏。
3. 通信与接口参数
- 通信接口：支持横河专用总线接口（如FA-M3总线、Centum总线），可直接接入对应DCS控制系统；可选配RS-485通信模块，支持Modbus-RTU协议，实现与第三方设备的兼容通信。
- 数据传输速率：专用总线传输速率≥1Mbps，RS-485通信速率可在9600bps~115200bps之间自适应调整，确保数据传输的高效性。
4. 物理与环境参数
- 安装方式：导轨式安装（兼容35mm标准DIN导轨），安装便捷，节省控制柜空间；模块尺寸（宽×高×深）符合工业标准，具体约为45mm×100mm×120mm（以实际产品为准）。
- 工作环境：运行环境温度0~50℃，相对湿度45%~85%（无结露）；存储环境温度-30~70℃，相对湿度10%~90%（无结露），适应多数工业现场环境条件。
- 防护等级：IP20（机体），具备基础防尘能力，需安装于控制柜内使用；抗振动能力符合IEC 60068-2-6标准，抗冲击能力符合IEC 60068-2-27标准。
- 抗干扰能力：符合IEC 61000-4-2（静电放电±8kV接触/±15kV空气）、IEC 61000-4-3（辐射电磁场10V/m）、IEC 61000-4-4（电快速瞬变脉冲群±2kV电源/±1kV信号）抗干扰标准。
性能特点
1. 高可靠性与抗干扰能力
模块采用全通道光电隔离设计，输入与电源、输入与输出之间隔离电压高达2500V AC，可有效阻断工业现场的电磁干扰、地环路干扰，确保信号采集的稳定性与准确性。选用工业级高耐候性元器件，经过严格的环境应力筛选测试，在高低温、湿度波动、振动冲击等恶劣环境下仍能保持稳定运行，平均无故障工作时间（MTBF）≥100000小时，大幅降低设备故障率。输入通道具备过压保护功能，可抵御现场电压异常波动对模块的损坏，提升设备使用寿命。
2. 精准高速的信号采集能力
模块响应时间≤1ms，能够快速捕捉现场开关量信号的变化，可适配高速运转设备的状态监测需求（如生产线传送带速度检测、电机启停状态反馈等）。支持干触点与湿触点两种主流输入类型，无需额外配置转换模块即可对接不同类型的现场传感器，大幅提升了模块的通用性与适配性。通道间相互隔离设计，避免了单通道故障对其他通道的影响，保障信号采集的连续性。
3. 便捷的兼容性与扩展性
与横河Centum系列等主流DCS系统深度兼容，通过专用总线接口可无缝融入现有控制系统，无需进行复杂的协议适配，降低系统升级与改造的成本。采用标准化导轨式安装设计，安装与拆卸便捷，便于现场调试与维护；模块化结构支持多模块并行扩展，可根据现场输入点数需求灵活组合，提升系统配置的灵活性。可选配RS-485通信模块，支持标准Modbus-RTU协议，实现与第三方PLC、触摸屏等设备的互联互通，拓展应用场景。
4. 完善的诊断与保护功能
具备电源故障诊断、通道故障诊断功能，可实时监测模块供电状态与各输入通道信号状态，当出现电源异常或通道信号故障时，立即向上位机发送报警信号，便于维护人员及时排查问题。模块内置浪涌保护、过流保护电路，可有效抵御现场瞬时过电压、过电流对内部电路的损坏；机体采用阻燃ABS材质，符合工业安全标准，提升设备运行的安全性。
工作原理
YOKOGAWA 16137-153数字输入模块的核心工作逻辑是“信号采集-信号调理-信号转换-数据传输”，通过四个核心环节实现对现场数字量信号的精准采集与上传，具体工作流程如下：
1. 现场信号采集
工业现场的传感器、行程开关、按钮等设备产生的开关量信号（干触点通断或湿触点电压信号），通过屏蔽电缆传输至模块的对应输入通道。干触点信号通过模块内部的DC 24V辅助电源提供工作电压，将机械通断状态转换为电信号；湿触点信号直接接入通道，利用现场提供的DC 24V电源实现信号传输。
2. 信号调理与隔离
输入信号进入模块后，首先经过信号调理电路进行滤波、限幅处理，去除信号中的高频干扰杂波与瞬时过电压，确保信号的稳定性。随后，信号进入光电隔离电路，通过光电耦合器将输入侧与输出侧的电路进行电气隔离，阻断干扰信号的传输，同时将输入信号转换为模块内部可处理的标准电信号（高电平/低电平）。
3. 信号转换与逻辑处理
经过隔离调理后的电信号传输至模块内部的核心逻辑处理单元（MCU），逻辑处理单元将模拟开关量信号转换为数字信号（0/1），并对数字信号进行有效性判断（剔除无效干扰信号）。同时，逻辑处理单元实时监测各通道信号状态与模块供电状态，若发现异常（如信号丢失、电源电压异常），立即生成故障报警信号。
4. 数据传输至上位机
逻辑处理单元将处理后的有效数字信号（各通道开关量状态）通过专用总线或RS-485通信接口传输至上位控制系统（DCS/PLC）。上位机接收数据后，根据预设的控制逻辑进行运算，生成对应的控制指令，实现对工业现场设备的闭环控制。同时，上位机实时接收模块发送的故障报警信号，当出现异常时及时提示维护人员处理。
