NATIONAL FP-TB-1通用终端底座

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Shenyang Shangmin Electric Co., Ltd

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NATIONAL FP-TB-1通用终端底座

发布时间: 2025-10-31 13:43

NATIONAL INSTRUMENTS FP-TB-1 是 FieldPoint 分布式 I/O 系统的核心组件，作为通用终端底座，主要用于连接 FieldPoint I/O 模块与现场设备，提供电气接口和机械支撑。

商品信息

一、核心功能与技术参数

1. 硬件架构与兼容性

模块适配：

支持所有 FieldPoint I/O 模块（如 FP-DO-401 数字输出模块、FP-DI-330 数字输入模块），但双通道系列模块（如 FP-TC-120 热电偶模块）需专用 FP-TB-3 底座。
采用本地总线（Local Bus）连接相邻底座，支持链式扩展，最多可级联 24 个底座，覆盖 1200 米通信距离。

端子设计：

36 个端子：包括 4 个专用电源端子（2 个 V 和 2 个 C）和 32 个通用端子（由 I/O 模块定义功能）。
螺丝端子（Screw Terminals）：支持 16-26 AWG 线缆，扭矩范围 0.5~0.6 N・m，适合工业环境的可靠接线。

2. 电气特性

电压与电流：

电源端子（V/C）：支持 11~30 V DC 外部供电，单端子最大电流 10 A，总电流需 ≤ 8 A²（与模块负载相关）。
信号端子：支持 250 V AC/DC 信号，符合工业标准（如 EN 61010-1）。

隔离与保护：

通道对地隔离：2500 V RMS 介电强度，通过 2300 V 瞬态电压测试，确保高压环境下的安全性。
过流保护：无内置保险丝，需在外部电路中串联快速熔断器（如 2 A Littelfuse 0207002.MXP）。

3. 环境适应性

温度范围：-40°C~+70°C，适应极端工业环境（如冶金、化工）。
防护等级：IP20（面板安装），需配合控制柜使用以防止粉尘和液体侵入。
认证合规：通过 UL、CE、CSA 认证，符合国际安全标准。

二、典型应用场景

1. 工业过程控制

设备互联：

连接 FP-DO-401 数字输出模块驱动继电器、电磁阀，或连接 FP-DI-330 数字输入模块采集限位开关信号，实现生产线设备的启停控制和状态监测。

信号调理：

配合 FP-AI-110 模拟量输入模块，将传感器信号（如压力、温度）转换为数字量，通过 FP-TB-1 的端子实现信号长线传输。

2. 能源与电力

智能电网：

作为 RTU（远程终端单元）的接口底座，连接 FP-1000 网络模块实现 Modbus RTU 通信，控制断路器分合闸或采集电表数据。

可再生能源：

连接光伏逆变器的通信接口，通过 FP-TB-1 端子传输控制指令，实现设备状态切换（如待机 / 工作模式）。

3. 测试与测量

实验室自动化：

支持 FP-SG-140 应变片输入模块，通过 FP-TB-1 端子连接应变片传感器，结合 LabVIEW 进行材料力学性能测试。

环境监测：

连接温湿度传感器、风速仪等设备，通过 FP-TB-1 端子将模拟信号传输至 FP-AI-110 模块，实现环境参数的实时采集。

三、安装与配置

1. 硬件安装

机械固定：

DIN 导轨安装：
面板安装：通过底座两侧的安装孔固定在控制柜面板上，支持壁挂或嵌入式安装。

用螺丝刀打开导轨夹，将底座边缘钩入 35 mm DIN 导轨。
滑动底座至目标位置，确保本地总线接头紧密连接相邻底座或网络模块。
按压导轨夹锁定，最后安装保护盖。

接线规范：

电源端子：V 接外部电源正极，C 接负极，建议使用双绞线减少干扰。
信号端子：根据 I/O 模块类型（如数字、模拟）选择对应线缆，避免与动力线并行布线。

2. 软件配置

驱动与工具：

NI MAX（Measurement & Automation Explorer）：用于设备发现、固件更新和通道校准，支持热插拔模块的即插即用。
LabVIEW：通过图形化编程实现 I/O 控制逻辑，支持与 MATLAB、Python 数据交互。例如，使用 Digital Output VI 配置 FP-DO-401 的输出状态。

通信协议：

Modbus RTU：通过 FP-1000 网络模块实现远程控制，寄存器地址映射与 I/O 模块对应（如 FP-DO-401 的输出状态映射至 0x0000~0x000F）。

四、停产状态与替代方案

1. 生命周期信息

停产状态：FP-TB-1 已进入成熟阶段（Mature），NI 官方备件支持至 2027 年，但建议新项目采用替代型号。
替代型号：

升级特性：支持 8 通道源极 / 漏极输出，采样率高达 100 kS/s，适合高频控制场景（如工业机器人）。
扩展能力：通过 cDAQ-9174 机箱可扩展至 128 通道，支持与其他模块（如模拟量输入 / 输出）混合配置。
升级特性：支持以太网通信（TCP/IP、Modbus TCP），尺寸更小（76 mm × 89 mm），通道间隔离 2500 V RMS，支持热插拔。
兼容性：可直接插入现有 FP-TB-1 的 DIN 导轨，保留原有接线，只需修改通信协议（如从 RS-485 切换至以太网）。
cFP-TB-1（CompactFieldPoint Terminal Base）：
NI 9174 + 9401（CompactDAQ 平台）：

2. 迁移建议

硬件替换：

若需保留 RS-485 通信，可选择 cFP-TB-1 + cFP-2010 网络模块，保持与原系统相同的通信架构。
若需提升通信速度和扩展性，建议升级至 CompactDAQ 平台，支持即插即用和动态通道配置。

软件调整：

使用 LabVIEW 移植工具将原 FP-TB-1 的 Modbus RTU 代码转换为 Modbus TCP，重点修改通信接口（如从 RS-485 端口切换至以太网端口）。

五、维护与故障排查

1. 日常维护

校准周期：建议每年使用 NI 校准工具验证输入 / 输出精度，或返回 NI 授权服务中心校准。
清洁与检查：定期检查端子是否松动，清理底座表面灰尘，确保散热良好。

2. 故障排查

通信中断：

检查 RS-485 接线是否松动，终端电阻是否正确（120 Ω）。
通过 Wireshark 抓包分析 Modbus 协议，确认是否存在 CRC 校验错误或超时问题。

输出异常：

使用万用表测量 Vout 与 COM 之间的电压，确认模块是否正常供电。
通过 NI MAX 执行 Self-Test 验证通道状态，必要时更换备用模块。

六、总结

NATIONAL INSTRUMENTS FP-TB-1 凭借高兼容性、宽温适应性和可靠的接线设计，曾是工业自动化领域的经典终端底座。尽管已逐步停产，但其硬件可靠性和软件兼容性仍能满足多数常规应用需求。对于新项目，优先考虑 cFP-TB-1 或 CompactDAQ 平台，以获得更先进的通信能力和更长的技术支持周期；对于存量设备用户，需加强预防性维护并制定迁移计划，确保系统平稳过渡。通过合理配置和正确使用，FP-TB-1 仍可在工业控制、能源管理等领域发挥重要作用。