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施耐德XPSMF3DIO20802紧凑型安全远程 I/O 模块
    发布时间: 2025-12-15 12:36    

XPSMF3DIO20802是施耐德电气Preventa XPS MF 系列的一款紧凑型安全远程 I/O 模块,专为工业安全控制系统设计,作为XPSMF 安全 PLC的扩展组件,提供20 点数字输入 + 8 点数字输出的安全 I/O 扩展能力,支持Safe Ethernet 安全通信,满足SIL 3/PL e/Category 4安全等级要求,适用于需要高安全性保护的机械设备和自动化生产线的远程监控与控制。

施耐德XPSMF3DIO20802紧凑型安全远程 I/O 模块

产品定位与功能概述

XPSMF3DIO20802是施耐德电气Preventa XPS MF 系列的一款紧凑型安全远程 I/O 模块,专为工业安全控制系统设计,作为XPSMF 安全 PLC的扩展组件,提供20 点数字输入 + 8 点数字输出的安全 I/O 扩展能力,支持Safe Ethernet 安全通信,满足SIL 3/PL e/Category 4安全等级要求,适用于需要高安全性保护的机械设备和自动化生产线的远程监控与控制。

核心技术参数

1. 基本规格

  • 供电电压24V DC(-15%~+20%,即 20.4V~28.8V)

  • 功耗:约 10W(空载电流约 0.4A)

  • 尺寸:151.5mm (宽)×74mm (高)×153mm (深)(约 5.96×2.91×6.02 英寸)

  • 重量:约 0.8kg(1.76 磅)

  • 防护等级IP20(防尘),需在恶劣环境中额外防护

  • 工作温度0°C~60°C(无凝露)

  • 存储温度:-40°C~85°C

  • 安装方式:标准 35mm DIN 导轨,水平安装(确保通风良好)

2. I/O 配置(关键参数)

数字输入(20 点):
  • 额定电压:24V DC,有效状态:24~30V,无效状态:≤2V

  • 输入电流:有效状态约 4mA,无效状态≤1.5mA

  • 过压保护:-10V~+35V,短路保护

  • 分组特性:每 4 个输入共享一个传感器电源(LS+),参考极(L-)独立

数字输出(8 点):
  • 输出类型:固态晶体管输出(无触点),故障安全设计(断电时输出安全状态)
  • 电流特性
    • 输出 1-3 和 5-7:0.5A / 通道(60°C 时降额)

    • 输出 4 和 8:2A / 通道(60°C 时降为 1A)

    • 最大总输出电流:7A

  • 保护机制
    • 过载时关断相关输出,周期性重连

    • 短路保护:检测到短路时关断对应通道

3. 安全等级与认证

  • 安全等级SIL 3(EN/IEC 61508)、PL e(ISO 13849-1)、Category 4(EN 954-1)

  • 认证:CE、TÜV、UL、CSA 等国际安全认证

  • 安全机制

    • 双通道冗余架构:关键电路双冗余设计,防止单点故障

    • 自监控:内置 Watchdog,持续监测处理器和通信状态

    • 故障安全:检测到内部故障时,所有输出强制进入安全状态(断电状态)

4. 通信能力

  • Safe Ethernet(2 个 RJ45 端口):

    • 协议:专用安全通信协议,用于连接 XPSMF 安全 PLC

    • 速率:10/100Mbps,全双工,自动协商

    • 拓扑:支持星型或线性网络配置,可级联多个远程 I/O 模块

    • 最大通信距离:100m(标准 CAT5e/6 网线),可通过交换机扩展

    • 冗余特性:双网口设计,一个端口故障时自动切换

5. 内存与性能

  • 程序内存:固化安全通信协议,无用户可编程空间(仅作为扩展模块)

  • 响应时间:取决于系统规模,典型值 < 100ms

  • 诊断功能

    • 每个 I/O 通道配有独立 LED 指示灯,直观显示工作状态

    • 通信状态指示灯,实时显示与主 PLC 的连接状态

功能特性

1. 高安全性架构

  • 双重处理器系统:数据并行处理并实时比较,确保运算结果一致性

  • 线路监控:自动监测 I/O 线路的短路和断线故障,确保安全功能完整性

  • 断电安全:设计遵循 "断电安全"(deenergize to trip) 原则,电源故障时输出强制安全状态

2. 灵活 I/O 配置

  • 输入兼容性:兼容干触点(无源)和有源传感器(PNP/NPN 型)

  • 输出多样性:8 点输出可配置为标准安全输出脉冲输出(通过 XPSMFWIN 软件)

  • 通道独立指示:每个 I/O 通道均有独立 LED,便于快速故障定位

3. 简便系统集成

  • 即插即用:无需额外配置,直接连接至 XPSMF 安全 PLC 的 Safe Ethernet 网络

  • 热插拔:支持带电插拔,维护便捷,不影响系统其他部分运行

  • LED 诊断:提供全面的状态指示,简化故障排查

应用场景

XPSMF3DIO20802 适用于各类需要高安全等级保护的工业自动化场景
  1. 机械设备安全监控
    • 机器人工作站的安全围栏信号采集和动作控制

    • 冲压机、压力机的双手启动按钮监控和急停信号处理

    • 注塑机模具保护和异常停机控制

  2. 生产线安全扩展
    • 装配线安全门状态监控和区域联锁控制

    • 输送系统的安全速度监控和异常停机

    • 包装机械的防护门监控和故障安全

  3. 过程工业安全控制
    • 化工设备的温度 / 压力安全参数监测和紧急停车

    • 制药机械的安全操作步骤监控和联锁

    • 能源设备的安全保护和远程监控

  4. 其他高风险应用
    • 电梯安全控制系统的远程 I/O 扩展

    • 医疗设备的安全操作监控和状态反馈

    • 智能建筑的安全设备监控(如消防、安防系统)

与 XPSMF 系列安全 PLC 的协同应用

XPSMF3DIO20802 必须与 XPSMF 系列安全 PLC 配合使用,形成完整的安全控制系统:
主控制器型号适用场景与 XPSMF3DIO20802 的配合优势
XPSMF4000基础安全控制,预算有限项目提供基本 Safe Ethernet 通信,实现远程 I/O 扩展
XPSMF4002需要网络通信的现代工业环境Safe Ethernet+Modbus TCP/IP 双重通信,可连接 IT 系统
XPSMF4020需要 RS232/485 通信的传统设备集成Safe Ethernet+Modbus RTU,兼容老旧设备
XPSMF4040PROFIBUS 为主的工厂自动化Safe Ethernet+PROFIBUS DP,适应大型工业网络

与 XPSMF3DIO8801 的主要区别

参数XPSMF3DIO20802XPSMF3DIO8801差异说明
输入点数20 点8 点20802 提供更多输入通道,适合传感器密集型应用
输出点数8 点10 点 (含 2 点脉冲)8801 提供更多样化输出配置,包括专用脉冲输出
脉冲输出2 点专用脉冲输出8801 在特殊安全监控 (如门锁控制) 方面更具优势
应用侧重输入密集型安全监控混合型安全控制根据项目 I/O 需求选择合适型号

总结

施耐德 XPSMF3DIO20802是一款紧凑型安全远程 I/O 模块,为XPSMF 安全 PLC 系统提供20 输入 + 8 输出安全 I/O 扩展能力,支持Safe Ethernet安全通信,满足SIL 3/PL e/Category 4安全等级要求。其双通道冗余架构故障安全设计确保了工业自动化系统的高安全性,20 点高密度输入使其特别适合需要大量传感器监控的安全应用场景。
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