ABB NAMU-01C 64702475D

一、产品概述

二、功能特点

• 多类型信号兼容与高精度采集：模块配备8路独立模拟量输入通道，每路通道均支持多种标准模拟量信号类型，包括4~20mA直流电流信号、0~20mA直流电流信号、0~5V直流电压信号、0~10V直流电压信号，且通道信号类型可通过ABB Control Builder M组态软件灵活配置，单通道独立设置无需硬件跳线，适配热电偶（如K型、J型、T型）、热电阻（如Pt100、Cu50）及各类标准变送器输出信号，满足不同场景下的多样化采集需求。模块采用24位高精度A/D转换器，配合低温漂信号调理电路，电流信号测量精度达±0.05%FS，电压信号测量精度达±0.1%FS，热电阻测量精度达±0.1℃，热电偶测量精度达±0.2℃，确保采集数据的准确性。
• 全方位隔离与强抗干扰设计：模块采用三重隔离设计，输入通道之间、通道与模块电源之间、通道与背板通讯总线之间均采用光电隔离与磁隔离复合技术，隔离电压达2500V AC（rms），持续1分钟无击穿，有效防止现场强电信号窜入控制系统，保护控制器及模块内部电路安全。每路输入通道均配备RC低通滤波电路、浪涌抑制电路及共模抑制电路，共模抑制比（CMRR）≥120dB@50Hz，差模抑制比（DMRR）≥80dB@50Hz，可有效滤除高频干扰、瞬时浪涌（±2kV）及共模干扰信号。模块电源采用独立的开关电源模块，具备过压、欠压、过流保护功能，进一步提升抗干扰能力，确保在强电磁干扰环境（如变频器、高压电机附近）中稳定采集。
• 灵活的采样配置与数据处理：模块支持灵活的采样速率配置，每路通道的采样速率可在10Hz~1000Hz之间通过软件独立设置，满足不同动态特性的信号采集需求，如对快速变化的压力信号采用1000Hz高速采样，对缓慢变化的温度信号采用10Hz低速采样，兼顾采集精度与系统资源占用。内置数字滤波功能，支持低通滤波、滑动平均滤波等多种滤波算法，滤波系数可软件调节，有效抑制信号噪声。针对热电偶信号，模块具备冷端补偿功能，补偿精度达±0.1℃，支持内部自动补偿与外部补偿两种模式，确保温度测量的准确性；针对热电阻信号，支持三线制与四线制接线方式，消除导线电阻带来的测量误差。
• 高效通讯与系统集成能力：模块通过ABB专用的PROFIBUS DP V1通讯协议与AC 800M控制器进行数据交互，通讯速率可在9.6kbps~12Mbps之间灵活配置，适配不同距离的通讯需求，最远通讯距离可达1000m（9.6kbps时），支持多模块级联扩展，通过PROFIBUS DP总线可将最多32个NAMU-01C模块与一个控制器连接，实现大规模模拟量信号的集中采集。模块采用标准35mm DIN导轨安装方式，可与AC 800M系列其他I/O模块（如数字量模块、输出模块）并排安装，共享同一电源与通讯总线，简化系统集成与机柜布线，降低工程成本。
• 全链路诊断与状态监测：内置模块级、通道级、信号级三级诊断功能，诊断覆盖范围全面。模块级诊断包括电源故障、通讯故障、内部电路故障（如A/D转换器故障、CPU故障）；通道级诊断包括通道短路、通道开路、过载故障；信号级诊断包括信号超量程（高限/低限）、信号漂移、冷端补偿故障（热电偶模式）。所有诊断信息实时通过通讯总线上传至控制器，配合Control Builder M软件可直观显示故障类型、故障通道号及故障时间戳。模块正面配备LED状态指示灯，包括电源灯（PWR）、通讯灯（COM）、故障灯（ERR）及每路通道的状态灯，可快速判断模块整体运行状态与单通道信号状态，便于现场调试与故障排查。
• 高可靠性与长寿命设计：核心元器件均采用工业级高品质产品，如24位高精度A/D转换器、低温漂运算放大器、长寿型电容及稳定的电源管理芯片，确保模块长期稳定运行。模块采用无风扇自然散热设计，通过铝合金外壳与散热筋增强散热效果，减少机械故障点；外壳采用高强度ABS工程塑料，具备防尘、防潮、防冲击能力，防护等级达IP20（DIN导轨安装时）。模块经过-20℃~60℃宽温循环测试、1000小时连续运行测试及1000次热插拔测试，平均无故障运行时间（MTBF）≥100000小时，满足工业现场长期连续运行的需求。
• 便捷组态与维护：支持通过ABB Control Builder M组态软件进行全参数可视化配置，软件提供图形化操作界面，可直观设置每路通道的信号类型、采样速率、滤波系数、量程范围、报警阈值、冷端补偿模式等参数，无需编写代码，配置完成后通过通讯总线下载至模块，参数掉电不丢失。模块具备“热插拔”功能（需在控制器允许的热插拔模式下），在系统不停机的情况下可快速更换模块，更换后模块自动识别并加载原有配置参数，无需重新组态，减少系统停机时间。每路通道支持在线校准功能，通过软件即可完成精度校准，无需拆卸模块或使用专用校准设备。

三、技术参数

四、工作原理

1. 冗余供电与系统初始化：        模块接入DC 24V电源后，内置的双路电源管理模块对输入电源进行整流、滤波、稳压处理，输出+5V、+12V、-12V等多组稳定直流电压，分别为A/D转换模块、信号调理模块、通讯模块、诊断模块及指示灯模块供电。电源管理模块实时监测输入电压与输出电流，当电压低于20V或高于28V时，立即触发电源故障诊断，通过故障灯报警并记录故障信息。模块上电后自动执行初始化程序，CPU模块与A/D控制器进行自检，包括内存、接口、校准参数校验，同时加载系统固件与用户组态参数（如通道信号类型、采样速率）。初始化完成后，电源灯绿色常亮，通讯模块进入等待连接状态，若自检失败则故障灯红色闪烁。
2. 通讯连接与参数同步：        AC 800M控制器启动后，通过PROFIBUS DP总线扫描总线上的模块，模块通过预设的PROFIBUS地址（硬件拨码或软件配置）被识别，双方建立通讯连接。通讯建立后，控制器向模块下发组态参数，包括每路通道的信号类型（如4~20mA、K型热电偶）、采样速率、滤波系数、量程范围、报警阈值及冷端补偿模式等。模块CPU接收参数后存储至非易失性EEPROM，同时根据参数配置信号调理电路（如增益调整、滤波参数设置）与A/D转换模块（如转换速率设置）。参数同步完成后，通讯灯绿色闪烁，模块进入信号采集状态，若参数同步失败则通讯灯红色闪烁。
3. 多类型信号采集与调理：        根据通道组态参数，8路独立通道同时采集现场信号：①电流/电压信号：传感器/变送器输出的模拟信号经端子接入通道后，先通过浪涌抑制电路吸收瞬时过电压，再经RC低通滤波电路滤除高频干扰，随后送入仪表放大器进行增益调整，将信号放大至A/D转换器适配的量程（如0~5V）；②热电偶信号：补偿导线传输的热电势信号接入通道后，经冷端补偿电路（内部高精度温度传感器采集环境温度并计算补偿电势）进行冷端补偿，再经滤波与放大处理；③热电阻信号：采用恒流源激励方式，激励电流流经热电阻产生的电压信号经差分放大电路放大，消除导线电阻影响（三线/四线制接线配合算法修正），再进行滤波处理。调理后的信号均转换为标准的单极性或双极性电压信号，送入A/D转换模块。
4. 高精度模数转换与数据处理：        24位高精度A/D转换器根据预设的采样速率（10Hz~1000Hz）对调理后的模拟信号进行周期性采样，将模拟信号转换为数字信号，转换误差≤±0.01%。数字信号经SPI总线传输至CPU模块，CPU对数据进行多步处理：首先执行数字滤波算法（低通滤波或滑动平均滤波），进一步抑制噪声；然后根据信号类型进行工程量转换，如将电流信号（4~20mA）转换为对应的压力值（0~10MPa），将热电势信号转换为温度值（结合热电偶分度表）；最后对转换后的数据进行有效性判断，检查是否超量程、漂移是否超标，若异常则触发信号级诊断。处理后的有效数据存储至数据缓冲区，等待控制器读取。
5. 数据上传与控制交互：        控制器通过PROFIBUS DP总线周期性读取模块数据缓冲区中的采集数据，读取周期与模块采样速率匹配（最小1ms）。同时，控制器可通过总线向模块下发控制指令，如修改采样速率、调整滤波系数、启动校准程序等。模块接收指令后，CPU立即执行相应操作并返回执行结果，实现双向数据交互。对于超量程、信号异常等诊断信息，模块采用中断方式优先上传至控制器，确保控制器及时响应故障。
6. 全链路诊断与故障处理：        模块运行过程中，诊断模块持续进行全方位监测：①模块级诊断：电源管理模块监测供电状态，通讯模块监测总线数据帧的完整性与校验结果，CPU监测内存与A/D转换器状态；②通道级诊断：通过检测通道输入阻抗判断是否短路（阻抗≤100Ω）或开路（阻抗≥10MΩ），通过监测放大电路输出判断是否过载；③信号级诊断：对比采集数据与校准参数判断是否漂移（偏差≥0.5%FS），热电偶模式下监测冷端补偿电路输出判断补偿故障。当检测到故障时，立即执行以下操作：a. 控制对应通道灯与故障灯闪烁；b. 生成故障代码（含类型、通道号、时间戳）存储至故障日志；c. 中断上传故障信息至控制器；d. 若为严重故障（如电源故障），自动停止采集并进入保护状态。故障排除后，通过软件复位恢复正常运行。

五、安装与调试流程

5.1 安装前准备

• 环境核查：确认安装现场环境符合模块运行要求，环境温度-20℃~60℃，相对湿度5%~95%（无凝露），无腐蚀性气体、粉尘及强电磁干扰（如变频器、高压电缆）。控制柜需配备通风风扇（风量≥30m³/h）与防尘滤网，若环境温度较高需加装散热片；DIN导轨安装位置需平整、稳固，远离发热设备（如电源模块），周围预留足够接线与维护空间。控制柜接地系统可靠，接地电阻≤4Ω。
• 工具与材料准备：准备扭矩螺丝刀（2-5N·m）、高精度万用表（精度≥0.01V/0.01mA）、信号发生器（输出4~20mA/0~10V标准信号）、标准电阻箱（校准热电阻用）、热电偶校准仪、PROFIBUS总线测试仪、DC 24V稳压电源、剥线钳、压线钳、绝缘胶带、标识牌、PROFIBUS专用双绞屏蔽线、补偿导线（热电偶用）、屏蔽双绞线（信号线缆）、接线端子、35mm DIN导轨、150Ω终端电阻及ABB Control Builder M组态软件（含授权）等。
• 设备检查：核对模块型号（NAMU-01C 64702475D）与设计要求一致，外观无破损、变形，端子无氧化、弯曲，指示灯无损坏。检查PROFIBUS地址拨码（若为硬件拨码）设置正确（1~126之间），用万用表测量模块电源端子与通讯端子之间绝缘电阻≥10MΩ。确认传感器/变送器已校准合格，输出信号正常；组态软件已安装完成并授权激活。

5.2 安装步骤

1. 导轨安装：将35mm DIN导轨裁剪至所需长度，用膨胀螺栓固定在控制柜内指定位置，确保导轨水平（水平度误差≤0.5mm/m）、稳固，安装扭矩值4N·m。导轨两端预留≥10cm空间，若安装多个模块，模块间距≥5cm，确保散热良好。导轨接地端子与控制柜接地铜排可靠连接。
2. 模块固定：佩戴防静电手环，将模块顶部挂钩对准DIN导轨上沿，轻轻推入模块直至底部卡扣与导轨卡紧（听到“咔嗒”声），用手轻推模块确认无晃动。若需拆卸，按压底部卡扣释放按钮并向上抬起即可。安装完成后，检查模块端子标识清晰可见，指示灯无遮挡。
3. 电源接线：按照模块端子标识，将DC 24V电源正极接入“V+”端子，负极接入“V-”端子，接地导线接入“PE”端子。接线时剥去导线绝缘层3~5mm，确保导线完全插入端子，用扭矩螺丝刀拧紧端子螺丝，扭矩值2.5N·m。接线完成后用万用表检测电源极性与电压，确保电压20V~28V、极性正确。电源线采用红色（正极）、黑色（负极）导线，与信号线缆分开布线。
4. 信号接线：        电流/电压信号接线：采用屏蔽双绞线，将传感器/变送器的输出端接入模块对应通道端子（如“AI1+”“AI1-”），屏蔽层单端接地（模块侧）。4~20mA信号采用两线制或四线制接线，确保正负极连接正确，避免反接烧毁通道。接线后拧紧端子螺丝，扭矩值2N·m。
5. 热电偶信号接线：采用与热电偶型号匹配的补偿导线，将热电偶正负极对应接入模块通道端子（“T+”“T-”），补偿导线屏蔽层单端接地。接线时避免与动力线缆平行布线，减少干扰。拧紧端子螺丝，扭矩值2N·m。
6. 热电阻信号接线：三线制接线时，将热电阻的两根信号线接入“R+”“R-”端子，补偿线接入“Rc”端子；四线制接线时，两根激励线接入“R+”“R-”，两根信号线接入“Rs+”“Rs-”。导线采用屏蔽双绞线，屏蔽层单端接地。拧紧端子螺丝，扭矩值2N·m。
7. 通讯接线：采用PROFIBUS专用双绞屏蔽线，将模块“DP+”“DP-”端子与控制器PROFIBUS接口对应连接，屏蔽层单端接地（控制器侧）。总线最末端模块需在“DP+”与“DP-”之间并联150Ω终端电阻。多模块级联时采用总线型拓扑，避免星型布线。接线后拧紧端子螺丝，扭矩值2N·m。