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Shenyang Shangmin Electric Co., Ltd
沈阳上民电气有限公司
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和利时K-PW21电源分配板
    发布时间: 2025-09-30 10:13    

和利时 K-PW21 是 HOLLiAS MACS-K 系列中的查询电源分配板,专为数字量 I/O 模块提供稳定的查询电源分配。它接收来自 K-PW11 直流电源配电板的 24V/48V 直流输入,通过 16 路独立输出通道为数字量输入模块(如 K-DI01)提供查询电源,并具备短路保护、状态指示和冗余设计等功能,是保障数字量信号采集可靠性的关键组件

和利时K-PW21电源分配板

核心功能与定位

K-PW21 作为查询电源的 "分配中枢",核心功能体现在三个方面:
  1. 查询电源分配:将 K-PW11 输出的直流电源分配为 16 路独立输出,为数字量输入模块提供查询电源,确保开关量信号的准确采集

  2. 故障防护:每路输出配备自恢复保险丝,发生短路时自动切断供电,故障排除后自动恢复,避免电源模块过载损坏

  3. 状态可视化:每通道配备 LED 指示灯,实时显示输出状态(正常 / 故障),配合系统诊断功能快速定位电源故障点

在 K 系列电源分配体系中,K-PW21 处于直流电源分配的末端,与 K-PW01(交流配电)、K-PW11(直流主配电)形成三级电源分配架构:
  • K-PW01:交流电源→AC/DC 模块的前端配电

  • K-PW11:DC 电源的冗余分配与系统供电

  • K-PW21:查询电源的精细化分配与保护

技术参数与规格

电气参数

参数类别具体规格说明
输入电源24V/48VDC(两路冗余输入)通常由 K-PW11 提供,支持宽电压范围 ±10%
输出通道16 路独立直流输出每路对应 1 个数字量输入通道的查询电源
输出电压与输入电压一致(24V/48VDC)确保查询电源与模块额定电压匹配
单路最大电流500mA(持续)满足多数数字量传感器的供电需求
保护机制每路配备自恢复保险丝(限流值 500mA)短路时约 1 秒内切断,故障排除后自动恢复
隔离特性输入与输出之间电气隔离(≥1500VAC@1min)防止现场干扰窜入系统电源
响应时间短路保护响应≤1 秒快速切断故障回路,保护电源模块

物理与环境参数

参数类别具体规格备注
安装方式35mm 标准 DIN 导轨安装(卡扣式)兼容工业机柜标准安装方式
外形尺寸220mm(长)×110mm(宽)×70mm(高)紧凑设计,节省机柜空间
重量约 600g便于单人安装维护
工作环境温度:-20℃~60℃;湿度:5%~95%(无凝露)适应恶劣工业环境
防护等级IP20防尘,防止手指直接接触带电部件

结构特点与接口设计

外观结构

K-PW21 采用模块化设计,结构布局清晰,主要包含三个功能区域:
  1. 电源输入区:位于模块左侧,包含两组冗余电源输入端子(IN1+/IN1-、IN2+/IN2-),支持主备电源无缝切换

  2. 输出端子区:正面配备 16 组输出端子(OUT1~OUT16),每组包含 +、- 两个端子,对应 16 路查询电源输出

  3. 状态指示区:每路输出对应 1 个绿色 LED 指示灯,正常供电时常亮,短路保护时熄灭,直观反映通道状态

接口定义与连接

接口类型端子标识功能描述连接对象
冗余电源输入IN1+/IN1-、IN2+/IN2-接收 24V/48VDC 冗余电源K-PW11 辅助电源输出
查询电源输出OUT1±~OUT16±为数字量输入模块提供查询电源K-DI01 模块查询电源接口
公共接地GND电源系统公共接地端机柜接地排(接地电阻≤4Ω)
典型连接链路AC 电源 → K-PW01 → AC/DC 模块 → K-PW11 → K-PW21 → K-DI01 模块 → 现场传感器

工作原理与保护机制

K-PW21 的核心工作机制是分级保护的电源分配
  1. 冗余输入设计:两路电源输入通过二极管或门电路实现 "或" 逻辑,当主电源故障时自动切换至备用电源,切换时间 < 10ms,无断电扰动

  2. 自恢复保护:每路输出串联 PTC 自恢复保险丝,正常状态下电阻 < 1Ω;当输出电流超过 500mA(如短路)时,电阻迅速增至数千欧,切断回路;故障排除后,保险丝冷却复位,自动恢复供电

  3. 隔离防护:输入与输出之间采用光耦或磁隔离技术,隔离耐压≥1500VAC,有效阻断现场侧与系统侧的干扰传导

与同系列电源模块的协同关系

K-PW21 与 K-PW01、K-PW11 形成互补的电源分配体系,三者的协同关系如下:
模块型号电源类型核心功能与 K-PW21 的关联典型配合场景
K-PW01交流 220V/110V交流电源多路分配,为 AC/DC 模块供电间接提供原始电源系统电源输入端
K-PW11直流 24V/48V直流电源冗余分配,为主控系统和 K-PW21 供电直接为 K-PW21 提供输入电源直流电源主分配
K-PW21直流 24V/48V16 路查询电源分配,带短路保护接收 K-PW11 输出,为数字量模块供电数字量信号采集前端

典型配置示例1 套 K-PW01 → 2 台 AC/DC 模块 → 1 套 K-PW11 → 2 套 K-PW21 → 最多 32 路数字量输入模块

安装与使用注意事项

安装规范

  1. 机械安装
    • 选择通风良好的机柜位置,避免靠近发热设备(如变频器)

    • 导轨安装时确保卡扣完全锁紧,防止振动导致松动

    • 模块间距预留≥5cm,便于散热和维护

  2. 电气连接
    • 输入电源需从 K-PW11 的辅助电源输出端引入,不可直接连接 AC 电源

    • 输出端子与数字量模块的连接需采用多股铜芯线(0.5~1mm²),端子紧固扭矩 0.5~0.6Nm

    • 屏蔽层单端接地(机柜侧),避免接地环路引入干扰

操作与维护

  1. 上电检查
    • 初次上电前用万用表检测输入电压是否符合额定值

    • 上电后观察 16 路 LED 是否全亮,若有不亮通道需检查保险丝状态

    • 用示波器检测输出纹波应≤100mV(峰峰值)

  2. 故障处理
    • 单通道 LED 熄灭:检查对应 OUT 端子是否短路,排除后约 30 秒自动恢复

    • 全通道无输出:检查输入电源是否正常,冗余切换是否失效

    • 频繁保护:确认负载电流是否超过 500mA,必要时增加扩展模块

  3. 定期维护
    • 每 6 个月检查端子紧固情况,防止松动导致接触不良

    • 清洁模块表面灰尘,避免散热不良

    • 测试冗余切换功能,确保主备电源可靠切换

应用场景与选型建议

典型应用领域

K-PW21 主要用于需要数字量信号采集的工业场景,尤其适用于:
  1. 制造业生产线
    • 装配线传感器信号采集(接近开关、光电传感器)

    • 设备状态监测(限位开关、急停按钮)

  2. 过程控制领域
    • 阀门状态反馈(开 / 关到位信号)

    • 泵组运行状态监测

    • 安全联锁信号采集(压力开关、液位开关)

  3. 能源与基础设施
    • 变电站开关状态监测

    • 风力发电机状态信号采集

    • 水处理设备运行状态监控

选型建议

  1. 容量计算
    • 单路最大支持 500mA,需统计所有数字量传感器总电流,预留 30% 余量

    • 例:20 个光电传感器(每个 100mA)需配置 1 套 K-PW21(总容量 8A,实际需求 2A)

  2. 冗余设计
    • 关键系统建议采用 2 套 K-PW21 交叉冗余,每路输出通过二极管隔离后并联

    • 非关键系统可单套配置,但输入电源需冗余

  3. 扩展方案
    • 超过 16 路时可多套并联,输入电源需从 K-PW11 不同输出端引入

    • 高干扰环境建议增加电源滤波器(如 K-FL01)

价格参考

2025 年市场价格区间:
  • 全新产品:800~1500 元 / 套

  • 批量采购(≥10 套):700~1200 元 / 套

  • 二手 / 翻新:400~700 元 / 套

总结

和利时 K-PW21 作为数字量输入系统的 "电源卫士",通过精细化的电源分配和智能保护机制,确保了工业现场开关量信号的可靠采集。其 16 路独立输出、自恢复保护和冗余设计,使其在中高可靠性要求的自动化系统中不可或缺。
在实际应用中,K-PW21 需与 K-PW01、K-PW11 协同工作,形成从交流输入到查询电源输出的完整保护链。选型时需根据数字量点数、负载特性和可靠性要求综合考虑,必要时采用冗余配置提升系统可用性。
  • K-RTD01    

  • K-TC01    

  • K-TT01    

  • K-DOR01    

  • K-PW01    

  • K-PW11    

  • K-PW21    

  • KB-DOR01    

  • K-CUT01    

  • K-BUST02