HIMA F3221 16通道数字量输入模块 | SIL 3 安全认证 | HIQuad系统

描述

HIMA F3221  984322102  是一款由德国HIMA公司生产的16通道数字量输入模块，专为HIMA HIQuad系列安全系统（如H41q/H51q）设计。该模块用于安全地采集来自现场设备（如限位开关、按钮、继电器触点）的二进制（开关量）信号。它具备安全隔离功能，确保输入信号的可靠性，并通过IEC 61508 SIL 3（安全完整性等级3）认证，适用于石油天然气、化工、电力等行业中要求最高安全等级的紧急停车系统 (ESD)、防火防爆系统 (F&G) 和其他关键安全应用。F3221以其快速响应、高诊断能力和非交互式输入特性，成为构建可靠安全回路的重要组成部分。

HIMA F3221 产品概述

兄弟，你问的这个 HIMA F3221 (Part Number: 984322102)，在工业自动化和安全领域里，它可是个专门负责“侦察敌情”的“火眼金睛”！它是由德国HIMA公司（全球公认的安全自动化领军企业）为自家明星产品 HIQuad安全系统 设计的16通道数字量输入模块。

在那些对安全要求极高的地方，比如炼油厂、化工厂、海上钻井平台、发电厂，甚至铁路信号系统，任何一个细微的故障都可能导致无法挽回的后果。这时候，就需要HIMA这种安全可编程逻辑控制器 (Safety PLC) 来实时监控并确保一切万无一失。

HIMA F3221 技术规格

以下技术规格是基于HIMA F3221模块的典型数据。请注意，详细和精确的参数务必参考HIMA官方的原始产品手册和数据表。

参数名称	参数值
产品型号	F3221
完整部件号	984322102
制造商	HIMA Paul Hildebrandt GmbH + Co KG
产品类型	数字量输入模块 (Digital Input Module)
系统家族	HIMA HIQuad H41q/H51q 系列
安全完整性等级	SIL 3 (依据 IEC 61508 认证)
通道数量	16 个数字量输入通道
输入类型	1-信号 (1-signal)，8 mA (含电缆插头) 或机械触点 (Mechanical Contact)
输入电压	24 V DC (典型值)
输入电流	20 mA (输入端)
开关时间	典型值 10 ms (响应时间)
安全隔离	具备安全隔离功能 (Safely Isolated)
诊断功能	断线、短路等故障诊断
模块特性	非交互式输入 (Non-interacting)
供电	从HIMA底板获取电源
功耗	5 V DC 时约 70 mA，24 V DC 时约 130 mA (取决于供电方式)
安装方式	插入HIMA机架的I/O插槽 (例如 K 1409 系统机架)
空间需求	4 TE (一个HIMA机架单位，约为20.32 mm宽)
环境条件

 

主要特点和优势

兄弟，这块 HIMA F3221 数字量输入模块之所以能在工业安全领域发挥关键作用，那可不是靠吹的，是实打实的几个核心优势：

首先，最高级别的安全完整性 (SIL 3 认证)：这是它最核心的卖点！获得 IEC 61508 SIL 3 认证，意味着它在功能安全方面达到了最高标准。它能够精确、可靠地采集现场信号，并确保这些信号在传输和处理过程中不失真，为HIMA安全系统做出正确的安全决策提供了最可靠的数据基础，从而保护人身和设备安全。

其次，独特的非交互式输入设计：F3221的每个输入通道都是非交互式 (Non-interacting) 的。这意味着，即使其中一个输入通道出现故障（比如传感器短路、线缆断开），这个故障也不会扩散或影响到其他通道的正常工作。这种设计极大地提升了系统的容错能力和整体可靠性，避免了单点故障导致整个系统瘫痪。

再来，快速响应与精确信号采集：模块的典型开关时间仅为10毫秒。在安全系统中，毫秒级的响应速度至关重要，它能确保HIMA控制器在紧急情况下，能以最快的速度接收到现场信号变化，从而立即触发安全动作，有效避免事故升级。

还有，强大的自诊断能力：HIMA模块以其卓越的诊断功能而闻名，F3221也不例外。它能够实时监测输入信号的有效性，并检测线缆断线、短路等常见的现场故障。一旦发现异常，它会立即报告给HIMA中央处理器，并通过系统软件提供详细的诊断信息，大大简化了故障排查过程，减少了停机时间。

最后，工业级坚固设计与广泛兼容性：作为工业级产品，F3221设计坚固，能够承受恶劣的工业环境，包括宽广的工作温度范围。它无缝集成到HIMA HIQuad系统架构中，可以与HIMA的CPU模块和各种I/O模块完美配合，形成一个完整、高效且高度可靠的安全自动化解决方案。

The HIMA F3221 digital input module stands out in industrial safety due to several key advantages:

Firstly, its highest Safety Integrity Level (SIL 3 certification) is paramount. This IEC 61508 SIL 3 certification signifies adherence to the highest functional safety standards. It ensures precise and reliable acquisition of field signals, guaranteeing data integrity during transmission and processing, thus providing the HIMA safety system with the most dependable data for crucial safety decisions, safeguarding personnel and assets.

Secondly, its unique non-interacting input design is a critical feature. Each input channel on the F3221 is non-interacting, meaning a fault in one channel (e.g., sensor short circuit, broken cable) will not propagate or affect the normal operation of other channels. This design significantly enhances fault tolerance and overall system reliability, preventing single points of failure from compromising the entire system.

Thirdly, it offers rapid response and precise signal acquisition. With a typical switching time of just 10 milliseconds, the module ensures that the HIMA controller receives field signal changes with exceptional speed in emergency situations. This rapid response is crucial for initiating safety actions promptly and effectively preventing accident escalation.

Furthermore, its powerful self-diagnostic capabilities are a hallmark of HIMA modules. The F3221 continuously monitors input signal validity and detects common field faults like wire breaks and short circuits. Upon detecting an anomaly, it immediately reports to the HIMA central processor, providing detailed diagnostic information via system software. This streamlines troubleshooting and minimizes downtime.

Finally, its robust industrial-grade design and broad compatibility make it an ideal choice. Built for harsh industrial environments, the F3221 can withstand a wide operating temperature range. It seamlessly integrates into the HIMA HIQuad system architecture, working perfectly with HIMA CPU modules and various I/O modules to form a complete, efficient, and highly reliable safety automation solution.

应用领域

你问这 HIMA F3221 这种高安全等级的数字量输入模块能用在哪儿？兄弟，它的应用场景那可都是对人身安全、环境保护和设备保护有最严苛要求的工业领域！因为它主要用于采集现场的“开关量”信号，所以它在以下安全关键型系统中发挥着至关重要的作用：

紧急停车系统 (ESD – Emergency Shutdown Systems)：

监测紧急停车按钮的状态（按下/未按下）。

接收限位开关信号，判断设备位置是否安全。

监控安全联锁门的开关状态。

采集火灾探测器、可燃气体探测器的开关量报警信号。

防火防爆系统 (F&G – Fire & Gas Systems)：

连接各种火灾探测器（如烟雾探测器、火焰探测器）和可燃气体探测器，将报警信号送入安全系统。

监测消防水泵的运行/停止状态。

高完整性压力保护系统 (HIPPS – High-Integrity Pressure Protection Systems)：

接收压力开关的报警信号，指示压力是否超出安全范围。

燃烧器管理系统 (BMS – Burner Management Systems)：

监测燃烧器点火、熄火、风压、炉膛吹扫等过程中的各种开关量安全信号。

机械安全与过程联锁：

监控生产线上的安全光幕、安全门、急停开关等设备的报警状态，实现对危险区域的联锁保护。

铁路与轨道交通：

在信号系统、道岔控制中采集轨道占用、列车位置等关键开关量信号，确保运行安全。

核电与电力行业：

在核电站和发电厂的DCS/SIS系统中，采集各种安全相关的开关量信号，如断路器状态、保护继电器动作。

总之，只要你的工业系统需要准确、可靠、安全地采集现场的开关量信号，并将其用于执行防止重大事故、保护人员生命和高价值资产的安全功能，那么 HIMA F3221 就是一个非常理想且不可或缺的解决方案。

相关产品

跟 HIMA F3221 这块安全数字量输入模块“联手”的兄弟伙儿可不少，它通常是HIMA HIQuad安全系统中的一个基本组成部分。以下是一些可能与之相关联的产品或组件：

HIMA HIQuad 中央模块 (CPU Processor) (e.g., H41q-HS, H51q-HS, F8650X)： 这是安全系统的“大脑”，负责运行安全逻辑和处理来自F3221等输入模块的信号，并根据逻辑控制输出模块。

HIMA HIQuad 数字量输出模块 (e.g., F3322, F3330, F3331)： 接收来自CPU模块的安全指令，并控制现场的执行器，如安全阀、继电器、断路器等，以执行安全动作。

HIMA HIQuad 模拟量输入/输出模块 (e.g., F8620, F6705)： 用于采集和输出连续变化的模拟量信号，如温度、压力、流量。

HIMA 电源模块 (e.g., F7130A)： 为整个HIQuad系统提供稳定可靠的24VDC或48VDC安全电源。

HIMA 通讯模块 (e.g., F8627 Ethernet interface, F8628 Profibus-DP slave interface)： 用于HIQuad系统与HMI、SCADA系统、DCS或上层控制系统进行安全通讯。

HIMA 机架 (Subrack) / 底板 (Backplane) (e.g., K 1409)： F3221 和所有其他HIQuad模块都需要插入到HIMA专用的机架和底板中，以实现模块间的电源供应和数据通信。

HIMA 工程组态软件 (ELOP II / SILworX)： 这是HIMA安全系统的“编程工具”。工程师使用这些软件来编写安全逻辑、配置模块、进行系统调试和诊断。

HIMA 编程终端/PG (Programming Device)： 专门用于连接HIMA控制器进行编程和调试的设备。

HIMA 诊断工具和附件： 用于系统安装、维护和故障排除的专用工具和电缆。

现场安全传感器和执行器： F3221直接连接的设备，如紧急停止按钮、限位开关、压力开关、火焰/气体探测器等。