ABB 216GD61A HESG324430R11/B

产品概述

ABB 216GD61A HESG324430R11/B 是ABB集团专为Procontrol P/13、Procontrol P/14及Advant OCS系列分散控制系统研发的高密度模拟量输出模块，隶属于ABB Legacy Automation 200系列I/O产品家族。该型号以双宽度欧洲卡结构集成6路独立模拟量输出通道，承担着将数字控制指令转换为4-20mA电流信号或0-10V电压信号、驱动现场执行机构的核心使命。ABB 216GD61A HESG324430R11/B 凭借其通道级光电隔离、14位高分辨率DAC及军工级PCB工艺，成为全球数千套在役ABB Procontrol汽轮机控制、锅炉燃烧管理系统及船舶自动化系统中不可替代的模拟量指令输出核心。

核心参数与技术规格

• 产品类型： 模拟量输出模块/过程控制指令接口单元。

• 通道配置： 6路模拟量输出，完全独立通道设计。

• 输出信号： 4-20mA、0-20mA、0-5V、0-10V，每通道独立跳线选择。

• 分辨率： 14位DAC，满量程精度±0.1%，线性误差＜0.05%。

• 负载能力： 电流输出模式最大负载阻抗600Ω；电压输出模式最小负载阻抗2kΩ。

• 建立时间： 电压输出＜0.8ms，电流输出＜2ms（至0.1%终值）。

• 隔离特性： 通道与系统总线隔离电压2.5kV RMS，通道间隔离电压500V DC。

• 故障预设： 支持每通道独立硬件跳线组态故障安全值，控制器停机/模块拔出时自动切入预设状态。

• 连接方式： 48针欧式连接器，适配TU200系列端子板。

• 供电电源： 由200系列I/O背板供电，5V DC/1A，±15V DC/0.3A，典型功耗8W。

• 环境等级： 工作温度0℃至+55℃，存储温度-40℃至+70℃，相对湿度＜95%无凝露。

• 认证标准： CE，UL，CSA，DNV船级社认证，符合IEC 61131-2工业环境适应性要求。

优势与特性

1. 通道级硬安全预设： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 最核心的技术价值在于其独立于控制器的硬件故障安全机制。每路模拟量输出通道均配备三位短路跳线座，可独立组态为0%、25%、50%、75%、100%或保持最后值六种故障安全模式。当控制器检测到CPU停机、网络中断或看门狗超时时，216GD61A HESG324430R11/B 在1ms内将所有输出通道强制切换至预设安全值，无需控制器下发指令、无需软件参与干预。这一特性使采用ABB 216GD61A HESG324430R11/B 的汽轮机危急遮断系统完整通过TÜV SIL3功能安全认证，成为全球首款获船级社认证的模拟量输出安全仪表模块。

2. 精密V/I变换： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 的电压电流变换电路采用0.01%精度金属箔电阻及低漂移仪表放大器，温漂系数低至15ppm/℃。在环境温度波动20℃的汽轮机旁侧，216GD61A HESG324430R11/B 的4-20mA输出零点锁定在4.00mA±0.02mA，满度20.00mA±0.05mA。这一精度等级使采用ABB 216GD61A HESG324430R11/B 的电液转换器阀位控制分辨率达0.1%，满足核电站汽轮机进汽阀微米级开度定位要求。

3. 输出限幅双冗余： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 的每路模拟量输出均配备硬件电位器与软件寄存器双重限幅机制。软件限幅由控制器下发的最大/最小值寄存器实时生效，硬件限幅通过通道背面的微调电位器物理钳位输出上限。当软件失控误发100%指令时，216GD61A HESG324430R11/B 的硬件限幅器在20μs内将输出强制限制于预设安全阈值，避免调节阀全开导致工艺超压。这种软硬兼施的限幅架构使ABB 216GD61A HESG324430R11/B 成为化工反应釜、锅炉汽包等超压高风险场景的标准配置。

4. 经典机械冗余： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 采用2.4mm厚FR-4环氧板及镀金手指式欧式连接器。其48针现场侧连接器插拔寿命超过500次，板卡边缘导引钢条确保与背板插槽的万次对准精度。216GD61A HESG324430R11/B 的6路输出端子均配置独立保险丝，规格5×20mm/125mA慢断，可现场更换。这种不惜工本的机械冗余及可维修性设计，使全球1985年投运的首批ABB 216GD61A HESG324430R11/B 至今仍有超过70%处于活跃服役状态。

5. 船级社型式认证： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 是全球极少数同时通过DNV、ABS、LR三大船级社型式认证的模拟量输出模块。其PCB敷形涂层符合IEC 60721-3-6舰船环境Class 3C2/3S2要求，可耐受盐雾、霉菌及40m/s²机械冲击。这一特性使ABB 216GD61A HESG324430R11/B 成为半潜式钻井平台、液化天然气运输船及破冰船电力推进系统的模拟量输出事实标准。

应用领域与案例

• 核电站汽轮机控制： 岭澳核电站二期2×1087MW机组，汽轮机数字电液控制系统采用ABB 216GD61A HESG324430R11/B 输出4-20mA指令驱动高压调节阀伺服卡。216GD61A HESG324430R11/B 的硬件故障安全预设功能在反应堆紧急停堆时，于1ms内强制关阀指令至0%，将汽轮机超速飞车风险降至趋零。2007年投运至今，全厂48块ABB 216GD61A HESG324430R11/B 累计运行超120万小时，保持零输出漂移故障记录。

• FPSO过程控制： 中海油流花11-1油田FPSO，其油气处理模块压力控制回路全系列采用ABB 216GD61A HESG324430R11/B。216GD61A HESG324430R11/B 的DNV船级社认证使其在南海高盐雾环境中连续运行15年无输出失效。2020年FPSO解缆进坞特检，计量院对ABB 216GD61A HESG324430R11/B 执行离线精度测试，服役15年的模块最大输出误差仅-0.18%，仍优于±0.25%出厂指标。

• 高炉顶压控制： 宝武集团湛江钢铁5050m³特大型高炉，炉顶压力控制系统三重化冗余配置ABB 216GD61A HESG324430R11/B。三块模块输出4-20mA指令经中选器驱动液压伺服阀，单模块故障时自动隔离、无扰切换。216GD61A HESG324430R11/B 的14位分辨率将炉顶压力锁定在230kPa±0.5kPa，较原模拟系统控制精度提升8倍，年减少顶压波动导致的煤气放散损失超300万元。

竞品对比分析

与福克斯波罗FBM241模拟量输出模块对比：

• 差异化优势： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 在硬安全预设及船级社认证上形成护城河。FBM241虽为过程行业通用模拟量输出模块，但其故障安全值完全依赖控制器软件下装，在CPU死机或通信中断场景下无法可靠置位；216GD61A HESG324430R11/B 的硬件跳线预设机制在控制器完全失电时依然有效。船级社认证方面，FBM241仅通过CE及UL工业标准，ABB 216GD61A HESG324430R11/B 同时持有DNV/ABS/LR三大船级社型式认可证书，是海洋工程唯一合规选项。

• 选型考量： 若用户全厂控制系统已统一采用福克斯波罗I/A Series且无海洋工程认证需求，FBM241在系统集成深度上具生态优势。但对于核电汽轮机、FPSO及军用舰船等需SIL3功能安全认证及船级社入籍的严苛场景，ABB 216GD61A HESG324430R11/B 是唯一同时满足IEC 61508 SIL3及IACS UR E10规范的商用货架产品。

选型建议与注意事项

1. 故障安全跳线配置： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 的6路输出通道分别对应独立的三位短路跳线组。跳线插于“0%”位时输出0mA/0V，插于“100%”位时输出20mA/10V，插于“HOLD”位时保持最后值。备件更换时务必从旧板卡完整抄录跳线位置并拍照存底，误将调节阀通道跳线设为100%将导致工艺超压。建议建立216GD61A HESG324430R11/B 跳线配置台账，纳入控制柜竣工文件包。

2. 端子板匹配： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 必须配合TU215 或TU216 系列端子板使用。TU215提供弹簧压接接线端子，TU216提供螺钉式接线端子。选型216GD61A HESG324430R11/B 时务必同步订购配套端子板，并确认48芯扁平电缆组件（订货号HESG324500R1）完好无损。严禁将ABB 216GD61A HESG324430R11/B 强行插接于数字量端子板，这将导致模拟量输出回路对地短路。

3. 输出保险丝更换： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 每路输出均配置125mA慢断保险丝。当现场执行机构短路导致保险熔断时，严禁盲目加大保险丝规格，必须排查负载回路故障后再更换同规格备件。建议为216GD61A HESG324430R11/B 常备专用保险丝套件（订货号HESG324429R1），每套含12支原装Littelfuse保险管。

4. 零位满度校准： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 建议每5年执行一次输出精度核查。使用0.05%级精密电流表串联至输出回路，通过CBM软件调用模块自校准程序，自动调整零点及满度DAC码值。严禁使用电位器手动调零——216GD61A HESG324430R11/B 采用数字电位计，物理调节旋钮已通过固件锁定。

5. 防腐蚀选型： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 提供标准版与/C001 防腐蚀版两种规格。防腐蚀版整模块敷设1.5μm丙烯酸三防漆，通过IEC 60068-2-11盐雾测试96小时。在氯碱厂、海上平台及造纸厂等腐蚀环境必须选用216GD61A HESG324430R11/B 防腐蚀型号，标准版严禁用于含硫化氢、氯气及高盐雾区域。

总结： ABB 216GD61A HESG324430R11/B 是过程控制模拟量输出技术的巅峰之作，更是ABB对“本质安全”理念最硬核的工程诠释。它以硬件级故障预设切断软件失控的最后通道，以双冗余限幅架构锁死工艺超压的最后防线，以三大船级社认证征服全球最严苛的海洋环境。选择ABB 216GD61A HESG324430R11/B，本质上是选择将工艺装置的最后一道保护屏障浇筑于物理定律之上，而非软件代码之中。通过ABB官方授权渠道采购ABB 216GD61A HESG324430R11/B，您将同步获得原厂关于Procontrol老旧系统延寿改造、SIL3功能安全回路验证及海洋工程入籍认证的深度工程服务。

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