ABB APBU-44C 64669982

一、产品概述

二、功能特点

• 双路冗余输入与无扰动切换：模块支持两路独立交流或直流电源输入，输入类型可通过硬件拨码灵活配置为AC 100~240V或DC 110~250V，适配不同工业现场的供电制式。采用1+1冗余架构设计，两路输入电源可同时工作并自动均分负载，当其中一路输入故障（如断电、过压、欠压）时，另一路电源可在≤10ms内无扰动切换至满负载供电，切换过程中输出电压波动≤±0.5%，确保负载设备（控制器、I/O模块）不受供电切换影响，实现系统供电的零中断。模块内置冗余状态监测电路，实时监测两路输入电源的运行状态，并通过指示灯与通讯信号反馈。
• 高精度稳定输出与宽负载适配：模块提供两路独立的DC 24V稳定输出，每路输出额定电流20A，总输出功率可达480W，可同时为多组AC 800M控制器及I/O模块集群供电。采用先进的开关电源技术与PID稳压算法，输出电压精度达±0.5%FS，负载调整率≤±0.3%（负载范围10%~100%），纹波电压≤50mVpp，有效抑制电源噪声对控制系统信号的干扰。输出端具备宽负载适配能力，支持轻载（≥2A）、满载（20A）及过载（≤24A，短时）运行模式，过载持续时间可通过软件配置，适配不同工况下的负载变化需求。
• 全方位保护与安全设计：模块集成多重保护功能，涵盖输入侧与输出侧全链路安全防护。输入侧具备过压保护（AC输入≥264V、DC输入≥275V时触发）、欠压保护（AC输入≤85V、DC输入≤93.5V时触发）、浪涌抑制（符合IEC 61000-4-5标准，承受±2kV浪涌）及防反接保护；输出侧具备过流保护（单路电流≥24A时触发，限流模式）、过压保护（输出≥26.4V时触发）、短路保护（输出短路时立即切断，故障排除后自动恢复）及过温保护（模块内部温度≥75℃时触发，降额输出；≥85℃时切断输出）。所有保护功能触发时，模块均会发出告警信号并记录故障信息，保护动作响应时间≤1ms，有效避免负载设备与模块自身损坏。
• 高效散热与长寿命设计：采用高效自然散热与强制风冷结合的散热方案，模块外壳采用铝合金材质并设计密集散热筋，内部配备低噪音温控风扇（转速3000~5000rpm可调），当模块内部温度≥50℃时风扇自动启动，温度≤40℃时风扇停止，既保证散热效率又降低能耗与噪音。核心元器件均选用工业级长寿命产品，如日本红宝石电容（寿命≥10000小时@85℃）、英飞凌功率器件（开关次数≥10⁶次），配合优化的电路设计，模块平均无故障运行时间（MTBF）≥150000小时，满足工业现场长期连续运行的需求。
• 完善的诊断与状态监测：内置模块级与通道级双重诊断功能，实时监测输入电源状态（电压、电流）、输出电源状态（电压、电流、负载率）、模块内部温度、风扇运行状态及冗余切换状态。诊断信息可通过AC 800M系统的PROFIBUS DP或Ethernet/IP通讯总线上传至控制器及后台监控系统，配合ABB Control Builder M组态软件可直观显示故障类型、故障时间戳及故障前后的运行参数。模块正面配备LED状态指示灯，包括两路输入电源灯（IN1、IN2）、两路输出电源灯（OUT1、OUT2）、冗余状态灯（RED）、故障灯（ERR）及风扇状态灯（FAN），可现场快速判断运行状态与故障位置。
• 便捷的系统集成与维护：采用标准35mm DIN导轨安装方式，可与AC 800M系列其他模块并排安装在控制柜内，安装深度仅150mm，节省安装空间。模块支持热插拔功能，在系统不停机的情况下可快速更换，更换后自动恢复冗余供电状态，无需重新组态参数。配备清晰的接线端子标识与防误插设计，输入输出接线采用螺丝压接方式，支持导线截面积0.5~4mm²，接线牢固且便于维护。通过Control Builder M软件可远程配置保护阈值、风扇启动温度、过载持续时间等参数，参数掉电后永久保存。

三、技术参数

四、工作原理

1. 冗余输入与整流滤波：        模块通过两路独立输入端子接入电源，经硬件拨码选择AC或DC输入模式。若为AC输入，两路AC电源分别进入整流桥进行全波整流，转换为脉动直流电压，随后经大容量电解电容滤波，滤除低频纹波，得到平稳的直流母线电压；若为DC输入，电源直接经防反接二极管与浪涌抑制电路后接入直流母线，避免反接与浪涌冲击。直流母线采用共母线设计，两路输入电源在母线处实现并联，由冗余控制电路实时监测两路输入的电压与电流，通过均流电阻实现负载均分，确保两路电源负载偏差≤5%。当一路输入故障时，冗余控制电路立即切断故障回路，另一路电源自动承担全部负载，切换过程中母线电压波动≤±0.5%，实现无扰动切换。
2. DC-DC稳压转换：        平稳的直流母线电压送入两路独立的DC-DC转换模块，该模块采用移相全桥拓扑结构与PWM（脉冲宽度调制）控制技术，通过高频变压器实现电压隔离与转换。控制芯片实时采集输出电压反馈信号，与内部基准电压（24V）进行比较，通过PID算法调整PWM信号的占空比，控制功率开关管的导通与关断时间，使输出电压稳定在24V±0.5%范围内。转换模块内置高频滤波电路，有效抑制开关噪声，使输出纹波电压≤50mVpp。两路DC-DC转换模块独立工作，可分别为不同的负载回路供电，也可并联为同一负载供电，进一步提升供电可靠性。
3. 输出保护与控制：        每路输出端均配备独立的保护电路，实时监测输出电流、电压及模块内部温度。当输出电流≥24A（过流）时，保护电路立即进入限流模式，限制输出电流不超过24A，同时发出过流告警信号；当输出电压≥26.4V（过压）时，快速切断功率开关管，停止输出，避免负载设备损坏；当输出端发生短路时，短路保护电路在1ms内触发，切断输出，故障排除后模块自动恢复输出；当模块内部温度≥75℃时，温度保护电路控制DC-DC转换模块降额输出（输出功率降低50%），若温度继续升至85℃，则切断输出，防止模块过热烧毁。所有保护动作均会触发故障灯闪烁，并将故障信息上传至诊断模块。
4. 散热控制：        模块采用复合散热方式，正常运行时（温度≤40℃）主要依靠铝合金外壳与散热筋进行自然散热；当温度传感器检测到模块内部温度≥50℃时，温控电路启动散热风扇，风扇转速根据温度自适应调节，温度越高转速越快（3000~5000rpm）；当温度降至40℃以下时，风扇自动停止。风扇运行状态由诊断模块实时监测，若风扇故障（如停转、转速过低），则触发风扇故障告警，同时模块通过增强自然散热与降额输出确保短期运行，为维护争取时间。
5. 诊断与通讯交互：        诊断模块实时采集各路传感器信号，包括两路输入电压/电流、两路输出电压/电流、内部温度、风扇转速、冗余切换状态等，将采集到的数据转换为数字信号后进行分析处理。若检测到参数异常（如输入欠压、输出过流、温度过高），则立即生成故障代码，记录故障发生时间与故障前后的参数曲线，并通过通讯接口上传至AC 800M控制器及后台监控系统。同时，诊断模块控制正面LED指示灯的状态，直观反馈运行情况：IN1/IN2灯亮表示对应输入正常，OUT1/OUT2灯亮表示对应输出正常，RED灯亮表示冗余模式运行，ERR灯亮表示存在故障，FAN灯亮表示风扇运行。用户可通过Control Builder M软件远程读取诊断数据、修改保护参数及复位故障。

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≥50m³/h）与防尘滤网，若环境温度较高需加装空调；DIN导轨安装位置需平整、稳固，远离发热设备（如电源模块、加热器），周围预留足够接线与维护空间（≥50cm）。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（2-10N·m）、高精度万用表（精度≥0.01V/0.01A）、钳形电流表（量程0~50A）、示波器（测量纹波用）、DC 24V假负载（20A）、剥线钳、压线钳、绝缘胶带、标识牌、阻燃输入输出线缆（截面积2.5~4mm²）、35mm DIN导轨、固定螺丝、防静电手环及ABB Control Builder M组态软件（含授权）等。
• 设备检查：核对模块型号（APBU-44C 64669982）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，风扇无卡滞。检查硬件拨码开关位置正确（根据输入电源类型设置AC或DC），用万用表测量输入输出端子之间绝缘电阻≥10MΩ。确认AC 800M控制器已安装完成，组态软件已授权激活，输入电源已调试合格（电压、纹波符合要求）。

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8N·m。导轨两端预留≥15cm空间，若安装多个模块，模块间距≥10cm，确保散热良好。导轨接地端子与控制柜接地铜排可靠连接，接地线截面积≥4mm²。
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，风扇出风口无堵塞。
3. 输入电源接线：按照模块端子标识，将两路独立输入电源分别接入“IN1+”“IN1-”和“IN2+”“IN2-”端子，接地导线接入“PE”端子。AC输入时需区分相线与零线，DC输入时需确保正负极连接正确，严禁反接。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6N·m。接线完成后用万用表检测输入电压与极性，确保符合模块输入要求。输入线缆采用黄色/绿色（地线）、棕色（正极/相线）、蓝色（负极/零线）导线，与输出线缆分开布线。
4. 输出电源接线：将负载线缆分别接入“OUT1+”“OUT1-”和“OUT2+”“OUT2-”端子，确保正负极连接正确，负载回路无短路。接线时剥去导线绝缘层3~5mm，用扭矩螺丝刀拧紧端子螺丝，扭矩值6N·m。若两路输出并联供电，需在输出端加装均流电阻（1Ω/5W），避免环流损坏模块。输出线缆采用红色（正极）、黑色（负极）导线，截面积≥2.5mm²。
5. 通讯接线：采用PROFIBUS专用双绞屏蔽线或以太网线，将模块通讯端子与AC 800M控制器的对应通讯接口连接。PROFIBUS通讯时，总线末端需安装150Ω终端电阻；以太网通讯时，需配置正确的IP地址与子网掩码。通讯线缆屏蔽层单端接地（控制器侧），接线完成后拧紧插头卡扣，确保连接可靠。通讯线缆需远离输入输出电源线缆，间距≥30cm。

5.3 调试流程

1. 上电前检查：再次核对输入输出接线是否正确，正负极无反接，端子螺丝无松动，负载回路无短路。用万用表测量输入电源电压，确保在模块输入范围之内；测量输入输出端子之间绝缘电阻≥10MΩ。确认Control Builder M软件已安装完成并能正常连接控制器，模块硬件拨码开关设置正确。
2. 单路输入上电测试：先闭合第一路输入电源开关，观察模块IN1灯绿色常亮，风扇未启动（环境温度≤40℃时），OUT1、OUT2灯绿色常亮。用万用表测量两路输出电压，应为24V±0.5%；用示波器测量输出纹波，≤50mVpp。接入假负载（20A），测量输出电流稳定，负载调整率≤±0.3%。断开第一路输入电源，观察模块IN1灯灭，OUT1、OUT2灯灭，无异常告警。
3. 冗余切换测试：闭合第一路输入电源，待模块稳定运行后（约30秒），闭合第二路输入电源，观察IN2灯绿色常亮，RED灯黄色常亮（冗余模式）。用钳形电流表测量两路输入电流，负载均分偏差≤5%。断开第一路输入电源，观察IN1灯灭，模块无告警，输出电压波动≤±0.5%，切换时间≤10ms；接入假负载，输出电流稳定。恢复第一路输入电源，观察IN1灯亮，两路输入重新均分负载，RED灯保持常亮。重复测试第二路输入故障切换，确保冗余功能可靠。
4. 保护功能测试：        过流保护测试：逐渐增大输出负载至24A，观察模块进入限流模式，ERR灯闪烁，后台显示过流告警；减小负载至20A以下，模块恢复正常输出，告警清除。
5. 过压保护测试：通过可调电源缓慢升高输入电压至保护阈值（AC≥264V/DC≥275V），观察模块切断输出，ERR灯闪烁，后台显示过压告警；降低输入电压至正常范围，模块恢复输出。
6. 短路保护测试：用绝缘导线短暂短接输出端子，观察模块立即切断输出，ERR灯闪烁；移除短路导线，模块自动恢复输出，无损坏。
7. 过温保护测试：关闭控制柜通风风扇，接入满载负载，用红外测温仪监测模块温度，当温度≥75℃时，观察模块降额输出；温度≥85℃时，切断输出，ERR灯闪烁；恢复通风后，温度降至40℃以下，模块恢复正常输出。
8. 散热风扇测试：通过加热设备（如热风枪）缓慢升高模块温度至50℃，观察风扇自动启动，FAN灯亮；继续升高温度，风扇转速加快；降低温度至40℃以下，风扇停止运行。人为卡住风扇，观察后台显示风扇故障告警，模块降额输出。
9. 通讯与诊断测试：启动Control Builder M软件，连接模块与控制器，读取模块运行参数（输入输出电压/电流、温度、风扇转速），确认与实际测量值一致。修改风扇启动温度参数（如改为55℃），下载后加热模块，确认风扇在55℃时启动，参数配置生效。触发任意故障（如过流），观察软件准确显示故障类型、时间戳及故障参数，故障复位后告警清除。
10. 联调测试：将模块与AC 800M控制器、I/O模块及后台监控系统联调，给系统加载满负载，连续运行24小时。期间模拟单路输入电源故障、负载波动等场景，观察系统运行稳定，无供电中断，模块冗余切换正常，诊断信息准确上传。联调通过后，记录调试数据，完成调试报告。