描述
SCHNEIDER 140CPU67160 是施耐德电气(Schneider Electric)推出的高性能热备冗余控制器,隶属于 Modicon Quantum 自动化平台,专为工业自动化领域的关键控制系统设计。作为 Quantum 系列的旗舰型号,SCHNEIDER 140CPU67160 融合了双机热备架构与多协议通信能力,可无缝集成现场设备、分布式 I/O 与上位监控系统,广泛应用于石油化工、电力、冶金等对可靠性要求极高的场景。
该模块采用PowerPC 603e/604e 架构,主频 266MHz,支持实时操作系统(RTOS)与 Unity Pro 编程环境,可执行复杂逻辑运算、运动控制与数据处理任务。其核心功能包括热备冗余管理、多协议通信转换及系统状态诊断,特别适用于需要满足 IEC 61508 SIL 2 安全等级的关键控制回路。例如,在某炼油厂的催化裂化装置中,SCHNEIDER 140CPU67160 通过双机热备架构实现了主备控制器的毫秒级无缝切换,确保在主处理器故障时工艺不中断,年减少停机时间超过 80 小时。
作为 Quantum 平台的标准配置模块,SCHNEIDER 140CPU67160 支持热插拔功能,更换模块时无需中断生产流程。其宽温工作范围(-25°C 至 + 60°C)和 IP20 防护等级设计,使其能适应高温、粉尘等恶劣环境,在钢铁行业的连铸机控制系统中,该模块连续运行 10 年无故障,有效降低了维护成本与停机风险。无论是作为独立控制器还是分布式系统的核心,SCHNEIDER 140CPU67160 都以其高可靠性和灵活性,成为工业自动化升级的优选方案。
SCHNEIDER 140CPU67160
技术规格
参数名称 | 参数值 |
产品型号 | 140CPU67160 |
制造商 | 施耐德电气(Schneider Electric) |
产品类型 | 热备冗余控制器(Unity Hot Standby Processor),支持双机热备 |
处理器架构 | PowerPC 603e/604e,主频 266MHz |
通信协议 | Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、Profinet、Modbus Plus、CANopen |
接口类型 | 1× 多模光纤以太网(MT-RJ)、1×Modbus RS-232/485、1×Modbus Plus RS-485 |
处理能力 | 10.28k 布尔运算 /ms(100% 布尔逻辑),支持浮点运算与 PID 控制算法 |
存储容量 | 1024KB RAM(程序存储),支持 PCMCIA 卡扩展至 7168KB 程序存储与 8MB 文件存储 |
电源规格 | 24V DC ±10%,典型功耗 15W,支持冗余电源输入(需搭配 140CPS12420 模块) |
工作温度 | -25°C 至 + 60°C(符合 IEC 60068-2 标准) |
防护等级 | IP20(控制柜内安装),可选 IP65 防护外壳 |
物理尺寸 | 176mm × 100mm × 110mm(紧凑设计,支持 DIN 导轨安装) |
诊断功能 | 实时监测 CPU 负载、通信链路状态,支持 LED 指示灯与远程 SNMP 报警,内置 Web 诊断服务器 |
冗余支持 | 双机热备(需搭配冗余通信模块 140CRP31200),切换时间≤50ms |
认证标准 | IEC 61508 SIL 2、CE、UL、CSA、ATEX Zone 2 |
主要特点和优势
双机热备冗余与高可靠性:
SCHNEIDER 140CPU67160 采用双机热备架构,主备控制器通过多模光纤实时同步数据,当主控制器故障时,备控制器可在 50ms 内无缝接管控制任务,确保关键流程不中断。某核电站的反应堆保护系统采用该冗余方案,实现了连续 15 年无计划停机的运行记录。其冗余电源输入(需搭配 140CPS12420 模块)和 G3 级防腐涂层设计,可在强电磁干扰环境下稳定运行,通过 EN 61000-6-2/4 电磁兼容测试。
多协议无缝集成与灵活扩展:
内置多协议通信引擎,可同时连接 Modbus TCP 设备、Ethernet/IP 网络及 Profinet 从站,无需额外网关即可实现异构系统的数据融合。在某化工厂的蒸汽锅炉控制系统中,SCHNEIDER 140CPU67160 通过 Modbus TCP 连接 200 台智能变送器,同时通过 Profinet 与 SCADA 系统交互,减少了 30% 的硬件成本与 40% 的布线工作量。其支持热插拔的模块化设计,允许在系统运行中扩展 I/O 模块或升级通信接口,满足工厂后期改造需求。
智能诊断与高效维护:
内置实时诊断系统可监测每路通信链路的健康状态,通过 LED 指示灯与远程管理平台(如 EcoStruxure Control Expert)提供可视化故障预警。在某海上石油平台的紧急停车系统(ESD)中,SCHNEIDER 140CPU67160 提前检测到 3 路传感器通信中断,触发自动切换备用通道,避免了因信号丢失导致的紧急停车,故障排查时间缩短至 10 分钟。支持 SD 卡快速备份与固件远程升级,单模块程序恢复时间≤2 分钟,显著提升维护效率。
边缘计算与安全防护:
集成边缘计算功能,可在本地完成数据过滤、报警逻辑与简单控制算法,减少云端数据传输压力。其支持 TLS/SSL 加密通信与访问控制列表(ACL),符合 IEC 62443-4-2 安全等级要求,防止工业网络数据泄露。在食品饮料行业,该模块通过 Modbus TCP 管理 20 台灌装机,执行灌装量动态调整与故障追溯,满足 FDA 合规要求。
应用领域
石油化工与油气开采:
在 offshore 平台的燃气压缩机控制系统中,SCHNEIDER 140CPU67160 连接 200 个 HART 协议智能仪表,通过多模光纤以太网实现差压、温度等参数的实时监控,配合防爆设计的控制柜,满足 Zone 2 危险区域安装要求。在原油蒸馏装置中,该模块作为 Modbus TCP 网关,采集 500 台泵阀的状态数据,并通过 OPC UA 协议上传至 MES 系统,实现生产流程的优化与追溯。
电力与能源行业:
在燃煤电厂的汽轮机控制系统中,SCHNEIDER 140CPU67160 采集 16 路危急遮断信号与转速数据,通过 Unity Pro 编程环境实现超速保护逻辑的毫秒级响应,符合 NEMA SM23 安全标准。在光伏电站中,该模块作为 Ethernet/IP 主站,管理 500 台逆变器的并网控制,其边缘计算功能可实现本地功率预测与故障诊断,减少云端数据传输压力 30%。
冶金与重工业:
在钢铁厂的连铸机控制系统中,SCHNEIDER 140CPU67160 通过 Modbus Plus 总线连接 100 台 PLC,实现结晶器液位、拉矫速度等参数的实时同步,确保铸坯质量稳定性。其双机热备架构在高炉煤气回收系统中尤为关键,当某一通信通道因粉尘污染失效时,剩余通道仍能维持系统运行,避免因数据中断导致的生产事故。
基础设施与安全关键系统:
在智能建筑中,SCHNEIDER 140CPU67160 作为 BACnet/IP 与 Modbus RTU 的协议转换器,整合电梯、空调、安防系统数据,通过 EcoStruxure 平台实现能源优化与设备远程运维。在某医院的洁净室控制系统中,该模块实时监测温湿度与压差数据,确保环境参数符合 ISO 14644-1 标准,降低术后感染风险。
SCHNEIDER 140CPU67160
相关产品
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安装与维护
安装前准备:
确认安装环境温度在 – 25°C 至 + 60°C 之间,相对湿度≤95%(非冷凝),远离变频器、电机等强电磁干扰源。使用多模光纤(62.5/125μm)连接主备控制器,光纤长度建议不超过 4km 以保证信号完整性。机柜内预留至少 3cm 散热空间,确保SCHNEIDER 140CPU67160 通风良好。若采用冗余配置,需提前安装冗余通信模块 140CRP31200,并通过 Unity Pro 软件完成主备控制器的同步设置。
维护建议:
每周检查模块 LED 指示灯状态,确保电源灯(PWR)常亮、通信灯(COM)闪烁正常。每季度使用压缩空气清洁模块表面灰尘,检查 DIN 导轨固定螺丝是否松动。若出现通信故障,可通过替换法快速定位问题(支持热插拔),更换后需通过 Unity Pro 软件进行程序同步,确保与系统兼容。建议每年进行一次固件升级(推荐版本 V2.81 及以上),以获取最新功能与安全补丁,升级过程中需通过 SD 卡备份程序,避免数据丢失。