HONEYWELL SPS5710 51199929-100

HONEYWELL SPS5710 51199929-100 是Safety Manager 系列中的核心安全控制模块，核心定位为 “中小型安全仪表系统（SIS）逻辑运算与联锁执行单元”，主要服务于石油化工（如精细化工反应釜紧急停车系统 ESD）、制药（如无菌生产车间安全联锁）、电力（如变电站辅机保护系统）、冶金（如小型高炉煤气回收安全控制）等对安全等级（SIL）要求达到 SIL 2/SIL 3 的行业，承担 “工艺参数逻辑判断 - 紧急联锁指令输出 - 设备安全状态监控” 的关键任务。

1. 逻辑运算

• 逻辑运算能力：内置 32 位 RISC 处理器，支持梯形图（LD）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）等 IEC 61131-3 标准编程语言，逻辑扫描周期可配置（0.5ms/1ms/2ms，默认 1ms），满配置时（1000 点 I/O）逻辑扫描周期≤2ms；

• 程序存储：内置 8MB Flash 存储器（用于存储控制程序与配置参数）、4MB RAM（用于实时数据缓存），支持程序在线修改与下载（修改时不中断控制逻辑运行）。

2. I/O 接口参数

• 数字量输入（DI）：

• 通道数量：16 路独立 DI 通道，支持 24V DC 干接点 / 湿接点信号，兼容常开 / 常闭触点；

• 响应时间：≤0.1ms（信号从输入到逻辑运算的延迟），支持信号边沿检测（上升沿 / 下降沿可配置）；

• 输入特性：信号识别电压 19-30V DC（高电平）、0-5V DC（低电平），抗尖峰电压能力 ±2kV（1.2/50μs 脉冲）；

• 数字量输出（DO）：

• 通道数量：8 路独立 DO 通道，支持 24V DC 晶体管输出（最大负载 2A / 点）、220V AC 继电器输出（最大负载 5A / 点），可配置为 “故障安全型” 输出（故障时输出预设安全状态，如全关）；

• 响应时间：≤0.5ms（逻辑运算结果到输出指令的延迟），支持输出强制功能（应急场景下手动控制输出状态）；

• 模拟量接口（可选扩展）：通过扩展模块支持 8 路模拟量输入（AI，4-20mA DC，精度 ±0.1% F.S.）、4 路模拟量输出（AO，4-20mA DC，精度 ±0.2% F.S.），适配需要模拟量监测与调节的场景（如反应釜温度闭环控制）。

3. 冗余性能参数

• 冗余架构：采用 “双重化热备” 冗余设计（2 个独立控制单元并行工作，1oo2D 投票机制），主单元实时执行控制逻辑并输出指令，备单元同步镜像主单元的程序、数据与状态，通过内部高速同步总线（速率≥100Mbps）实现数据实时同步；

• 切换性能：当主单元出现故障（如 CPU 异常、电源故障）时，备单元在≤1ms 内无缝接管控制任务，切换过程中输出信号无波动（波动范围≤0.1% F.S.），不影响执行器动作；

• 故障检测：支持 “模块级 - 通道级” 双重故障诊断，可检测 CPU 故障、内存错误、I/O 通道开路 / 短路、电源异常等 15 种以上故障类型，诊断覆盖率≥99%，故障检测时间≤100μs，故障信息通过总线实时上传至控制器与 HMI。

1. 物理规格

• 尺寸：长 175mm× 宽 125mm× 高 80mm（19 英寸 3U 机架安装），适配霍尼韦尔 Safety Manager 标准机柜，可与同系列 I/O 扩展模块、电源模块混合安装，节省机柜空间；

• 重量：约 1.2kg，模块化设计支持单人带电热插拔（更换时间≤3 分钟），插拔时自动断开 I/O 信号连接，避免短路风险；

• 接线端子：采用弹簧式快速接线端子（兼容 1.0mm²~2.5mm² 导线），DI/DO 端子分区排列，标注清晰（如 “DI1-DI16”“DO1-DO8”），接线时无需工具即可完成导线固定，提升现场施工效率。

2. 环境适应性

• 工作温度：-40℃~+70℃，满足极寒地区（如北方户外设备间）与高温车间（如制药厂干燥车间）的运行需求，低温启动（-40℃）无需预热，启动时间≤20s；

• 湿度：5%~95%（无冷凝，符合 IEC 60068-2-3 标准），在沿海高湿高盐雾环境（如石化码头设备间）中，电路板涂覆纳米三防漆，无腐蚀、无漏电；

• 防护等级：IP20（机柜内安装），适配 IP54 防护等级的工业控制柜，防止粉尘与轻微水汽侵入；

• 抗振动与冲击：抗振动等级 10g（10Hz~2000Hz，符合 IEC 60068-2-6 标准），可承受风机、泵等旋转设备运行时的持续振动；抗冲击等级 20g（11ms 脉冲，符合 IEC 60068-2-27 标准），能抵御设备搬运、管道冲击等瞬时冲击；

• 抗电磁干扰：符合 EN 61000-6-2/EN 61000-6-4 工业抗扰标准，静电放电（ESD）防护 ±15kV（空气放电）/±8kV（接触放电），射频辐射抗扰 10V/m（80MHz~1GHz），在高压电缆、变频器等强干扰环境中，逻辑运算无紊乱，输出指令无误动作。

1. 供电要求：支持双路冗余电源输入（24V DC，宽幅适应 18V DC~36V DC），输入功率≤15W（满配置时），双路电源自动负载均衡，当一路电源故障时，另一路电源在≤100μs 内接管全部负载，确保模块持续运行；

2. 隔离性能：CPU 模块与 I/O 模块之间、I/O 通道之间、电源输入与输出之间采用电气隔离，隔离电压≥2500Vrms/1 分钟，共模抑制比（CMRR）≥120dB（50Hz），差模抑制比（DMRR）≥100dB，有效阻断地环路干扰与信号串扰；

3. 可靠性指标：平均无故障时间（MTBF）≥1,000,000 小时（Telcordia SR-332 标准，25℃），设计寿命≥15 年，关键元器件（如 CPU、电源芯片、继电器）采用工业级宽温选型，支持 “通道级故障隔离”（某 I/O 通道故障时，自动屏蔽该通道，不影响其他通道运行）；

4. 通信接口：标配 1 个千兆以太网端口（支持 Modbus-TCP/IP 协议，用于与 HMI、上位机通信）、1 个 RS485 端口（支持 Modbus-RTU 协议，用于与智能仪表、扩展模块通信），通信延迟≤1ms，支持与霍尼韦尔 Experion PKS、Intuition HMI 等系统无缝对接。

1. 双重化热备冗余架构：模块内部集成 2 个独立控制单元（主单元与备单元），两者同步运行相同的控制程序、采集相同的 I/O 信号，通过内部 100Mbps 高速同步总线实现数据实时同步（同步误差≤10μs）。正常运行时，主单元输出控制指令，备单元仅同步数据不输出；当主单元因 CPU 故障、内存错误等出现异常时，备单元通过 “心跳检测”（检测周期≤100μs）立即发现故障，1ms 内自动切换为主控模式，继续输出控制指令，且切换过程中 I/O 信号状态不丢失。例如，在精细化工反应釜 ESD 系统中，主单元检测到反应釜压力达到 10MPa（超过安全阈值 8MPa），准备输出 “切断进料阀” 指令时突发 CPU 故障，备单元立即接管，5ms 内完成指令输出，避免反应釜超压爆炸；

2. SIL 3 级安全逻辑保护：严格遵循 IEC 61508 标准设计，从硬件到软件构建全流程安全防护 —— 硬件上，关键元器件（如 CPU、电源）采用冗余配置；软件上，控制程序具备 “逻辑完整性校验” 功能（每次运行前校验程序校验和，防止程序被篡改或损坏），同时支持 “安全联锁逻辑强制锁定”（联锁逻辑一旦下载，需授权方可修改，防止误操作）。例如，某制药厂无菌车间的有毒气体泄漏联锁逻辑，下载后被强制锁定，运维人员需通过管理员授权并输入密码，才能修改联锁阈值，避免因误操作导致安全逻辑失效；

3. 故障安全型输出设计：所有 DO 通道支持 “故障安全” 配置，用户可预设故障时的输出状态（如 “故障时全关”“故障时全开”“保持故障前状态”）。当模块检测到自身故障（如电源异常、通信中断）或 I/O 通道故障（如 DO 通道短路）时，DO 通道自动切换至预设的安全状态。例如，将 “进料阀控制” DO 通道配置为 “故障时全关”，当模块出现电源故障时，该通道立即输出 “关阀” 信号，切断进料，防止危险工况持续发展。

1. 全场景环境防护：针对工业现场复杂环境采用分层防护设计 —— 低温环境（-40℃）中，模块内置低温启动电路，确保元器件在极寒条件下正常上电运行，无需预热；高温环境（70℃）中，铝制外壳 + 散热孔结构强化散热，核心芯片温度≤85℃（低于额定温度 125℃），避免高温导致的逻辑运算延迟；高盐雾环境（如沿海石化园区）中，电路板涂覆纳米级三防漆（防水、防尘、防腐蚀），接线端子采用镀金处理，连续运行 3 年无腐蚀、无接触不良；

2. 全链路抗干扰设计：从信号输入到指令输出构建三级抗干扰体系 —— 信号输入端，DI 通道串联共模电感与 TVS 瞬态抑制二极管（防护等级 ±2kV），可滤除 80% 以上的共模干扰与尖峰电压；逻辑运算环节，CPU 采用屏蔽封装，防止电磁辐射干扰运算；指令输出端，DO 通道采用光电隔离，阻断输出信号对逻辑电路的干扰。在某变电站辅机保护系统中，模块安装在高压电缆（110kV）旁，周围电磁辐射强度达 10V/m，仍能稳定运行，逻辑运算无紊乱，输出指令无延迟；

3. 宽电压与电源冗余保障：支持 18V DC~36V DC 宽电压输入，适配工业现场不稳定的电源环境（如电网电压波动 ±20%）；同时采用双路冗余电源输入，两路电源分别接入不同的电源回路（如一路来自 UPS 电源，一路来自市电），当其中一路电源因电网停电、线路故障失效时，另一路电源无缝切换，切换时间≤100μs，模块控制逻辑不中断。例如，某冶金厂高炉煤气回收系统中，模块一路电源接入车间市电，另一路接入 UPS，市电突然中断后，UPS 电源立即接管，模块持续输出煤气回收阀门控制指令，避免煤气泄漏。

1. 中小型场景精准适配：采用紧凑型 3U 设计，尺寸仅 175mm×125mm×80mm，适合中小型项目的狭小机柜空间（如车间角落的小型控制柜）；I/O 通道配置（16DI+8DO）匹配中小型安全系统的 I/O 点数需求（多数中小型项目 SIS 系统 I/O 点数≤500 点），无需冗余配置 I/O 模块，降低系统成本。例如，某年产 3 万吨精细化工项目 SIS 系统需控制 5 个反应釜的紧急停车回路，总 I/O 点数 80 点，仅需 5 块 SPS5710 模块即可完成全部控制，相比大型安全 PLC，系统成本降低 40%；

2. 可视化组态与调试：支持通过霍尼韦尔 Control Builder 安全组态软件进行参数配置与逻辑编程，图形化界面直观易用 —— 组态时，可直接拖拽预定义的安全功能块（如 “与门”“或门”“延时”“阈值判断”）构建联锁逻辑，无需编写复杂代码；调试时，软件提供 “在线监控” 功能，实时显示各 I/O 通道状态（如 “DI1：高电平（阀门开）”“DO1：低电平（泵停）”）、逻辑运算过程（如 “与门输入 1：真，输入 2：真，输出：真”），故障时自动高亮显示故障点（如 “DI3：开路故障”），调试时间从传统 PLC 的 2 天缩短至 4 小时；
3. 远程运维与故障诊断：模块实时将自身运行状态（如电源电压、逻辑扫描周期）、I/O 通道状态、故障信息通过以太网上传至 HMI 或上位机，运维人员在中央控制室即可查看（如 “模块 1：运行正常，主备单元同步；DI5：故障（开路），已屏蔽”），无需到现场巡检；同时支持远程程序下载与固件升级（通过以太网连接组态软件，无需拆卸模块），尤其适合危险区域（如防爆车间）的运维，减少人员进入危险区域的频次，提升运维安全性。