ABB RXIDK 2H 1MRK000838-HA

一、产品概述

二、功能特点

• 多通道高可靠信号采集：模块配备16路独立数字量输入通道，每路通道均支持干接点（无源）与湿接点（有源）信号输入，兼容DC 24V/DC 48V/AC 220V多规格电源信号，可通过软件灵活配置信号输入类型与电源规格，无需硬件跳线调整，适配不同现场设备的信号输出需求。通道采用独立的信号调理电路，支持信号边沿检测功能（上升沿、下降沿或双边沿），可精准捕捉设备状态的快速变化，如高压开关的分合闸动作信号，边沿检测响应时间≤1ms，确保对关键信号的无延迟采集。
• 高压级隔离与强抗干扰设计：模块采用四重隔离防护设计，输入通道之间、通道与模块电源之间、通道与通讯总线之间及模块与安装背板之间均采用光电隔离与磁隔离复合技术，隔离电压达3000V AC（rms），持续1分钟无击穿，有效阻断高压设备的强电窜入，保护后端保护测控装置及模块内部电路安全。每路通道配备浪涌抑制电路（符合IEC 61000-4-5标准，可承受±4kV浪涌冲击）、RC滤波电路及共模抑制电路，共模抑制比（CMRR）≥120dB@50Hz，能有效滤除高压环境中的高频干扰、雷击浪涌及共模干扰信号。模块整体符合IEC 61000-4-3/4/6等电磁兼容标准，可在高压变电站、工业变频器附近等强电磁干扰环境中稳定工作。
• 灵活的通讯适配与系统集成：模块采用ABB专用的内部总线接口与Relion®系列保护测控装置进行数据交互，同时支持通过扩展接口适配IEC 61850、Modbus TCP/IP等主流工业通讯协议，实现与变电站自动化系统（SCADA）、后台监控中心的无缝对接。模块支持热插拔功能，在保护测控装置不停机的情况下可实现模块的快速更换，更换后自动同步配置参数，无需重新组态，减少系统停机时间。采用标准的3U机架式安装设计，可与Relion®系列其他模块（如输出模块、模拟量模块）并排安装在同一保护屏柜内，共享同一电源与通讯背板，简化系统集成与布线。
• 全维度诊断与状态监测：内置模块级、通道级、信号级三级诊断体系，诊断覆盖信号采集全链路。模块级诊断包括电源故障、通讯故障、内部电路故障（如CPU故障、内存故障）；通道级诊断包括通道短路、通道开路、通道过压故障；信号级诊断包括信号抖动、信号持续异常（如长期高电平或低电平）。所有诊断信息实时上传至保护测控装置，通过装置面板或后台软件可直观显示故障类型、故障通道号、故障发生时间戳及故障前后的信号波形，便于快速定位故障点。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）及每路通道的信号状态灯，可现场直观判断运行状态。
• 宽环境适配与高可靠性设计：核心元器件均采用工业级高品质产品，如进口高速光耦、长寿型电容、高精度电压检测芯片等，确保模块在严苛环境下的长期稳定性。模块采用无风扇自然散热设计，通过铝合金外壳与散热筋强化散热效果，工作温度范围宽达-40℃~70℃，可适应高海拔（≤4000m）、高湿度（5%~95%无凝露）及多粉尘的恶劣环境。模块经过1000小时高温老化测试、1000次热插拔测试及1000次振动冲击测试，平均无故障运行时间（MTBF）≥150000小时，满足电力及工业领域长期连续运行的可靠性要求。
• 便捷的组态与维护：支持通过ABB PCM600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（干接点/湿接点）、电源规格（DC 24V/DC 48V/AC 220V）、边沿检测模式、滤波时间（1ms~100ms可调）及故障报警阈值等参数，配置完成后通过通讯接口下载至模块，参数掉电后永久保存。模块支持在线校准与自检功能，通过组态软件可触发模块自检程序，自动校验通道采集精度与诊断功能的有效性，无需拆卸模块或使用专用校准设备。配备便捷的接线端子设计，支持螺丝压接与弹簧压接两种接线方式，接线牢固且便于维护。

三、技术参数

四、工作原理

1. 冗余供电与系统初始化：        模块接入双路DC 24V/DC 48V冗余电源，经内置的双电源管理模块进行整流、滤波、稳压处理，输出+5V、+12V稳定直流电压，分别为信号调理模块、隔离模块、CPU模块、通讯模块及指示灯模块供电。电源管理模块实时监测两路电源的电压与电流状态，当一路电源故障（如欠压、过压）时，立即无扰动切换至另一路供电，切换时间≤100μs，同时触发电源故障诊断信号。模块上电后自动执行初始化程序，CPU模块对内存、接口、隔离电路进行自检，通过后加载系统固件与用户组态参数（如通道信号类型、滤波时间），完成初始化后电源灯绿色常亮，通讯模块进入等待连接状态；若自检失败，故障灯红色闪烁并记录故障代码。
2. 通讯连接与参数同步：        Relion®保护测控装置启动后，通过内部专用总线扫描背板上的模块，模块通过预设的地址编码被识别，双方建立高速通讯连接。通讯建立后，装置向模块下发组态参数，包括每路通道的信号类型（干接点/湿接点）、电源规格、滤波时间、边沿检测模式及故障报警阈值等。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的增益、滤波参数及隔离模块的工作模式。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，通讯灯红色闪烁并上传同步故障信息。
3. 多类型信号采集与调理：        16路独立通道根据组态参数同步采集现场信号：①干接点信号：模块内部提供的适配电源经通道与现场开关形成回路，开关闭合时回路导通，产生输入电流；开关断开时回路截止，无电流输入。②湿接点信号：现场设备输出的电源信号直接接入通道，信号通断由现场设备控制。采集到的信号先经浪涌抑制电路吸收瞬时过电压（±4kV），再通过RC滤波电路滤除高频干扰（滤波时间1ms~100ms可调），随后送入仪表放大器进行信号整形，确保信号波形稳定。调理后的信号送入光电隔离模块，实现现场信号与模块内部电路的电气隔离，避免高压窜入。
4. 信号检测与数据处理：        隔离后的信号经光电转换为数字逻辑信号（高电平/低电平），送入CPU模块进行处理。CPU根据组态的边沿检测模式，对信号进行边沿识别：上升沿模式下检测信号从低到高的跳变，下降沿模式下检测从高到低的跳变，双边沿模式下两种跳变均检测。同时，CPU实时监测信号状态的稳定性，若信号在滤波时间内频繁跳变（抖动）或长期保持同一状态（超过设定阈值），则触发信号级诊断。处理后的信号状态（有效/无效、跳变信息）存储至数据缓冲区，按通讯协议格式封装，等待保护测控装置读取。
5. 数据上传与控制交互：        保护测控装置通过内部总线周期性读取模块数据缓冲区中的信号状态数据，读取周期可根据信号重要性配置（最小1ms）。对于故障诊断信息（如通道短路、信号异常），模块采用中断方式优先上传，确保装置及时响应并执行保护逻辑（如告警、跳闸）。同时，装置可通过总线向模块下发控制指令，如修改滤波时间、切换边沿检测模式、触发自检程序等，模块执行指令后返回执行结果，实现双向数据交互。扩展以太网接口可将数据上传至后台监控系统，支持遥信功能。
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：电源管理模块监测两路供电电压，通讯模块监测总线数据帧的完整性，CPU监测内存与接口状态；②通道级诊断：通过检测通道输入阻抗判断短路（阻抗≤100Ω）或开路（阻抗≥10MΩ），通过电压检测芯片监测输入电压是否过压；③信号级诊断：通过连续采样判断信号抖动（100ms内跳变≥5次）或持续异常（≥10s保持同一状态）。检测到故障时，立即执行：a. 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装置；d. 严重故障时切断对应通道输入，保护模块。故障排除后，软件复位即可恢复正常。

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，工作温度-40℃~70℃，相对湿度5%~95%（无凝露），无腐蚀性气体、导电粉尘及强烈振动（振动加速度≤2g）。安装屏柜需采用封闭金属柜体，具备通风散热功能（风量≥50m³/h），柜体接地电阻≤4Ω。高压场景下，屏柜需与高压设备保持安全距离（≥1.5m），并配备绝缘防护措施。
• 工具与材料准备：准备扭矩螺丝刀（2-8N·m）、高精度万用表（精度≥0.01V）、信号发生器（模拟干/湿接点信号）、PCM600组态软件安装包（含授权）、笔记本电脑（带通讯接口）、剥线钳、压线钳、绝缘胶带、标识牌、阻燃电源线（DC 24V/DC 48V）、屏蔽双绞线（信号线缆）、接线端子、固定螺丝、防静电手环及专用通讯线缆（适配Relion®装置）等。
• 设备检查：核对模块型号（RXIDK 2H 1MRK000838-HA）与设计要求一致，外观无破损、变形，金属外壳无划痕，端子无氧化、弯曲。检查模块地址编码开关设置正确（与装置组态地址一致），接口插件无松动。确认Relion®保护测控装置已安装调试完成，PCM600软件已激活并能正常连接装置。

5.2 安装步骤

1. 背板安装与固定：将模块配套的安装背板固定在屏柜内3U机架位置，用膨胀螺栓加固，确保背板水平、稳固，安装扭矩值8N·m。背板接地端子与屏柜接地铜排可靠连接，接地线截面积≥4mm²。若安装多个模块，背板之间间距≥10cm，避免信号干扰。
2. 模块插拔安装：佩戴防静电手环，将模块对准背板接口，沿导轨轻轻推入，直至听到“咔嗒”声，确认模块卡扣与背板完全卡合，用手轻推模块无晃动。拆卸时，按压模块顶部的卡扣释放按钮，同时向外拔出模块即可。安装后检查模块与背板接触紧密，无倾斜。
3. 冗余电源接线：按照模块端子标识，将两路独立DC 24V/DC 48V电源的正极接入“V1+”“V2+”端子，负极接入“V1-”“V2-”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3N·m。接线后用万用表检测电源极性与电压，确保电压在±15%额定范围内，极性正确。电源线与信号线缆分开布线，间距≥30cm。
4. 信号接线：        干接点信号接线：采用屏蔽双绞线，将现场开关一端接入模块通道端子（如“DI1”“DI2”），另一端接入模块“COM”端子，模块内部电源通过通道与开关形成回路。屏蔽层单端接地（模块侧）。接线后拧紧端子螺丝，扭矩值2.5N·m。
5. 湿接点信号接线：根据组态的电源规格，将现场设备输出的电源信号正极接入通道端子，负极接入“COM”端子（与电源规格匹配）。若为AC 220V信号，需区分相线与零线，避免短路。屏蔽层单端接地。接线后拧紧端子螺丝，扭矩值2.5N·m。
6. 通讯接线：采用专用通讯线缆，将模块的内部总线接口与Relion®装置的对应接口连接，确保插头完全插入并锁紧。若扩展以太网通讯，将以太网线缆接入模块扩展接口，另一端连接至交换机，屏蔽层单端接地（交换机侧）。通讯线缆需远离高压线缆与动力线缆，避免电磁干扰。

5.3 调试流程

1. 上电初始化测试：开启双路冗余电源，观察模块电源灯（PWR）绿色常亮，若某一路电源故障，电源灯闪烁。模块自动执行初始化（约5秒），初始化完成后通讯灯开始闪烁，故障灯不亮。若故障灯亮，通过PCM600软件读取故障日志，排查电源、背板连接或模块硬件故障，排除后重新上电。
2. 通讯连接测试：启动笔记本电脑与PCM600软件，通过通讯线缆连接模块与电脑，在软件中添加模块型号与地址，点击“连接”按钮。若显示“通讯成功”，通讯灯绿色闪烁；若失败，检查地址设置、通讯线缆连接或软件配置，逐一排除。连接成功后，读取模块固件版本与硬件信息，确认与设计一致。
3. 组态参数配置：在PCM600软件中配置模块参数，包括每路通道的信号类型（干/湿接点）、电源规格、滤波时间、边沿检测模式及故障报警阈值。配置时需结合现场设备参数，如高压开关信号采用DC 24V湿接点、滤波时间10ms、上升沿检测。配置完成后下载至模块，下载过程中禁止断电，下载完成后重启模块生效。
4. 通道采集测试：用信号发生器模拟现场信号（干接点用短路片模拟通断，湿接点用信号发生器输出对应电压），逐路测试16路通道。在软件中观察通道状态显示，同时查看模块对应通道灯：信号有效时显示“ON”且灯亮，无效时显示“OFF”且灯灭。测试响应时间，确保≤1ms（标准模式）。若某通道异常，检查接线、组态参数或通道故障，排除后重新测试。
5. 诊断功能测试：模拟各类故障场景，如断开通道接线测试开路故障、短接通道测试短路故障、输入过压信号测试过压故障、快速通断信号测试抖动故障，观察软件是否准确显示故障类型与通道号，模块故障灯与通道灯是否闪烁，保护测控装置是否触发对应告警。测试完成后复位故障，确认模块恢复正常。
6. 热插拔与冗余测试：在模块运行状态下，触发热插拔操作，确认模块可正常拔出并插入，插入后自动恢复通讯与采集，数据无丢失。测试冗余电源：断开一路电源，观察模块无扰动切换至另一路，电源灯正常，采集数据无中断；恢复电源后，自动切换回双路供电。
7. 联调测试：将模块与Relion®保护测控装置、后台监控系统联调，操作现场设备（如分合高压开关），检查装置与后台是否准确接收信号，信号传输延迟≤5ms。触发现场设备故障，检查模块是否及时上传故障信息，装置是否执行预设保护逻辑（如告警）。联调通过后，记录调试数据，完成调试报告。