K-AI01 8通道模拟量输入模块使用说明书

HOLLiAS MACS -K系列模块2014年5月B版HOLLiAS MAC-K系列手册- K-AI01 8通道模拟量输入模块使用说明书重要信息危险图标：表示存在风险，可能会导致人身伤害或设备损坏件。

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目录1.概述 (1)2.接口说明 (3)2.1模块单元示意图 (3)2.2IO-BUS (4)2.3模块的防混淆设计 (6)2.4模块地址跳线 (7)2.5现场接口电路原理 (8)3.状态灯说明 (11)4.其他特殊功能说明 (13)4.1抗220V AC功能 (13)4.2二线制外供电保护 (14)4.3诊断功能 (15)4.4冗余功能 (17)5.工程应用 (18)5.1底座选型说明 (18)5.2应用注意事项 (19)6.尺寸图 (20)7.技术指标 (20)K-AI018通道模拟量输入模块1.概述K-AI01为K系列8通道模拟量通道隔离输入模块，测量范围0～22.7mA模拟信号（默认出厂量程4～20mA），可以按1：1冗余配置使用。

无需跳线就可以设置为配电或不配电工作方式，可以接二线制仪表或四线制仪表。

K-AI01模块具备强大的过流过压保护功能，误接±30VDC和过电流都不会损坏。

同时，配合增强型底座还可以做到现场误接220V AC不损坏。

K-AI01模块支持带点热插拔、支持冗余配置，具备完善断线、短路、超量程诊断功能，面板设计有丰富的LED指示灯，除指示模块电源、故障、通讯信息外，每个通道也有指示灯，可以方便指示各通道的断线、短路、超量程等信息。

K-AI01模块每个通道可设置不同的滤波参数以适应不同的干扰现场。

可以根据工艺需要，配合主控制器的不同运算周期，组成可快可慢的控制回路。

K-AI01模块采用双冗余IO-BUS、双冗余供电工作方式，任意断一根IO-BUS，不会影响其正常工作。

K-AI01模块采用了现场电源和系统电源分开隔离供电。

同仪表相连的电路采用现场电源供电，数字电路和通讯电路采用系统电源供电，因此现场来干扰不会影响数字电路和通讯。

K-AI01模块实施喷涂三防漆处理，按照ISA-S71.04-1985标准生产，达到G3防腐等级。

K-AI01模块配套K-A T01、K-A T02、K-A T11、K-A T21和K-DOT01底座使用，通过电缆连接构成完整的电流测量模块单元。

模块插在模块底座上，模块底座的接线端子负责接入现场仪表信号，模块负责将模拟信号转换为数字信号，最后通过冗余的IO-BUS送给主控器单元，IO-BUS同时提供冗余的系统电源和现场电源。

如图1-1、图1-2所示，分别为模块非冗余配置和冗余配置的外观结构图。

完整的模块单元在系统机柜中的安装位置如图1-3所示：接线端子DB37插座（a ）非冗余接线端子型 （b ）非冗余DB37插座型图 1-1 模块非冗余底座示意图接线端子DB37插座图 1-2 模块冗余底座示意图机柜正面K-AI01模块（安装在K-AT01底座上）图1-3 模块单元安装位置图2.接口说明2.1模块单元示意图K-AI01模块是否能正常通信、能正常处理数据，都跟模块接口有直接的关联。

如图2-1所示为K-AI01模块的外观接口示意图，图2-1中包括IO-BUS电缆插头、模块防混淆、现场信号接线端子或DB37针连接器、I/O模块地址仓和保险丝仓，下面将分别介绍各接口。

I/O 模块地址仓保险丝仓(选配)IO-BUS A I/O 插槽接线端子（K-AT02底座使用DB37连接器）防混销IO-BUS B图2-1 K-AI01模块外观接口图2.2IO-BUSIO-BUS接口位于模块的配套端子底座上，采用6针插座针孔接入，并用线卡固定。

如图2-2所示。

系统采用双冗余IO-BUS通讯总线和双冗余供电工作方式，任意断一根IO-BUS，都不会影响系统的正常运行。

K-AI01模块通过A、B两根IO-BUS与主控制器通信，以实现系统的冗余机制。

IO-BUS内装三组两芯电缆，外壳带绝缘胶皮，提供了双现场电源总线、双系统电源总线和双IO-BUS总线供模块工作，如图2-3所示为IO-BUS端子接口图，表1、表2为各针的定义。

IO-BUS A IO-BUS B图 2-2 K-AI01模块外观接口示意图IO-BUS B1IO-BUS A 23456456123图 2-3 K-AI01模块IO-BUS 插座示意图整体模块的IO-BUS图2-4 IO-BUS电缆连接示意图为防止A、B两根IO-BUS电缆误插错，采用防混淆的结构设计，IO-BUS连接器采用不同的针定义和插口方向，A线插头插不到B插座上，B线插头也插不到A插座上，从结构上避免了A、B 总线混插。

如图2-5所示，请您正确连接IO-BUS。

图2-5 IO-BUS的防混淆设计2.3模块的防混淆设计为了防止插错槽位损坏模块，K-AI01模块设置了防混淆编码销。

如图2-6所示，模块的防混淆编码销分别位于模块和底座上。

模块上的防混淆编码销为阴模，每类电气兼容的模块唯一分配一个编码，出厂时固定，不可更改；底座上的防混淆编码销为阳模，可以旋转，从数字1～8共八位，可以提供8个编码位置（1～8）以配合所插入的模块。

系统默认情况下，将K-AI01模块和对应底座的防混淆编码都设1。

在安装时，需要您确认底座上的防混淆编码销的位置，若不一致时，您需要谨慎更改底座的防混淆编码销。

编码值=5图2-6 底座上的防混销模块的安装请详细参见《HOLLiAS MACS-K系统安装维护手册》的相关章节。

2.4模块地址跳线K-AI01模块采用十进制地址拨码跳线，用于设置模块地址，避免了以往的进制转换。

模块地址设置分十位和个位，取值范围为10（默认）~109，其中，上排双列跳线代表十位数字，从左至右依次为1~10；下排双列跳线代表个位数字，从左至右依次为0~9。

如图2-7所示。

个位:0~9十位:1~10I/O模块地址仓图2-7 I/O模块地址仓图示假设模块地址为106，则将十位代表数字10的跳线短接，将个位代表数字6的跳线短接；假设模块地址为23，则将十位代表数字2的跳线短接，将个位代表数字3的跳线短接。

如图2-8所示。

I/O模块地址=106I/O模块地址=23图2-8 I/O模块地址跳线2.5现场接口电路原理K-AI01为每通道预留4位接线端子用于接入现场信号，可适用现场二线制或四线制不同配电接法需求。

（1）二线制配电电流接法如图2-9所示为K-AI01模块二线制配电电流接法。

二线制变送器图2-9 二线制配电电流接法（2）四线制不配电电流接法如图2-10所示为K-AI01模块四线制不配电电流接法。

图2-10 四线制不配电电流接法（3）二线制、四线制信号接线示意图K-AI01模块配套8通道的端子底座，用于连接现场信号线缆。

接线端子底座有36位，其中32位用于现场负载设备信号线缆接线，且每个通道有4位接线端子，现场接线如图2-11所示，每个接线端子定义见表3。

二线制变送器图2-11 二线制、四线制的端子接线示意图如图2-12所示。

图2-12 透明小便贴塑料盖标注示意图3.状态灯说明K-AI01模块面板提供了丰富的状态指示灯，用来指示模块电源情况和现场设备通讯、通道的工作状态，以增强维护工作的效率。

图3-1所示为该模块的外观图，表4为各个指示灯的状态和含义。

图3-1 K-AI01模块的外观示意图如果发生通道故障，主模块和从模块进行切换，主模块降为从模块。

切换后，若通道故障仍然存在，新主模块的故障通道灯，保持快闪状态，但不再进行切换。

对于同一通道故障，只进行一次切换。

状态灯有三种闪烁状态，不同的闪烁状态表示不同的含义，请注意区分：⏹闪亮：1.5s亮，0.5s灭⏹慢闪：0.5s亮，1.5s灭⏹快闪：0.5s亮，0.5s灭4.其他特殊功能说明4.1抗220V AC功能K-AI01模块提供了强大的过流过压防护功能。

无论是通道误接±30VDC和220V AC现场设备，还是现场设备短路或误接大地，模块都不会损坏。

模块电源由系统电源和现场电源两种组成，且两路电路隔离。

同现场仪表相连的通道采集电路、冗余电路和HART通讯电路采用现场电源供电，而与主控制器相连的数字通讯电路和控制电路采用系统电源供电，因此模块接收现场来的信号或者干扰信号，都不会影响数字通讯电路和控制电路的正常运行。

对于外接二线制或四线制仪表，当某通道误接±30VDC（在正确接线条件下）时，通道内具有限流保护电路，从而使该通道不损坏且不影响其他通道的正常运行，当故障消除后本通道将自动恢复到正常状态，起到了通道防护作用。

K-AI01模块通过增强底座上的保险电路来实现通道的220V AC防护功能。

当使用K-A T02、K-A T11或K-A T21增强型底座时（在正确接线条件下），误接入220V AC信号时，不损坏本模块的该通道回路也不影响其他通道，可更换增强型底座上的保险丝来恢复故障。

当现场设备出现断路或误接大地时（在正确的接线条件下），不损坏该模块的通道，也不影响该模块的其他通道，当故障消除后本通道自动恢复正常。

特别地，当K-AI01模块具有抗220V AC功能时，系统必须要配有K-A T02、K-A T11、K-A T21增强型底座才能实现该功能。

详细的增强型底座的使用说明请参见《K-A T02 8通道AI与AO增强型底座(DB37)使用说明书》、《K-A T11 8通道AI与AO增强底座使用说明书》和《K-A T21 8通道AI与AO增强冗余底座使用说明书》。

这里强调的是，当需要更换保险丝时，需注意以下几点：严禁徒手操作，要求使用厂家提供的专用工具（尖嘴钳）开启仓盖，并更换厂家提供的专用保险；必须确定需更换的保险丝通道，以防止其他现场设备误动作；具体的图示如图4-1所示。

(a) 保险丝仓内部(b) 保险丝应用示意图 4-1 底座的保险丝仓4.2 二线制外供电保护在二线制配电电流连接中，现场电源对外输出，为现场二线制变送器供电，此电路体现在每通道的Cn 端子上。

对外接二线制变送器供电时，需注意其电压范围和线缆阻抗的范围如下：电压：Min12V@23mA ，Max30V@30mA ；线缆阻抗：单芯线缆阻抗Max15Ω，若外接安全栅时，则支持安全栅阻抗；为防止现场仪表短接或误接地对模块和系统造成损坏，模块配套端子底座提供了如下二线制外供电保护措施：对每路二线制电流输出进行限流（＜30mA ）。

外供电的总保险（800mA ），保护二线制外供电通道回路。

总保险可插拔，安装在保险丝仓中。

K-AI01模块的外供电电路及其保护电路，如图 4-2所示。