Yokogawa US100

Yokogawa US100 是横河电机（Yokogawa）面向中大型分布式监控与数据采集（SCADA）系统推出的一款高性能、高通用性的远程数据采集与处理单元，常被称为“通用站点单元”或“通用记录仪模块”。它作为FA-M3或FAST/TOOLS等上位系统在现场层的延伸，核心功能是集中采集、调理来自各类传感器和仪表的信号，并通过网络将标准化数据上传，是连接现场设备与中央监控系统的关键桥梁。

应用场景：

在某大型水务集团的全市供水管网监测项目中，数百个监测点分布在城市各处，需要实时采集压力、流量、水质（pH、余氯）及泵阀状态等数据。这些信号类型繁杂（4-20mA、脉冲、开关量、热电偶等），且来自不同品牌设备。传统方案需要部署大量不同类型的专用采集器，导致成本高昂、集成复杂、维护困难。通过在每个监测站部署一台 Yokogawa US100，难题迎刃而解。US100 凭借其通用型I/O通道，可直接接入所有不同类型的模拟量和数字量信号，并在内部进行高精度数字化和线性化处理。随后，它通过4G无线网络，将处理好的标准化数据稳定上传至市中心的FAST/TOOLS监控平台。这使得运营中心能够实时掌握全网运行态势，快速定位泄漏点，实现了智慧水务的精准调度与高效管理。

核心参数速览：

技术原理与创新价值：

创新点1：真正的通用型信号调理与高精度数字化。 US100 的核心优势在于其前端的“万能”输入通道。每个模拟量输入通道都可通过软件灵活配置，接受从微伏级电压到数十毫安电流、从各种分度号热电偶到多线制RTD的广泛信号。模块内部集成了高精度的ADC（模数转换器）、高隔离度的信号调理电路以及专业的冷端补偿（对T/C）和引线电阻补偿（对RTD）算法。这意味着用户无需为不同信号准备不同的变送器或调理器，一台 US100 即可“通吃”绝大多数工业信号，极大简化了系统设计和备件库存。 创新点2：强大的边缘计算与自治能力。 US100 不仅仅是一个数据采集器，更是一个具备边缘计算能力的智能节点。它内置了强大的处理引擎，可以执行标度转换、线性化、工程单位计算、流量累计、报警判断、事件记录等复杂运算。用户甚至可以通过其内置的逻辑功能块（如梯形图、顺序功能图）编写简单的控制逻辑，实现本地自治控制（如泵的交替运行、简单的PID调节）。这减轻了中央控制系统的负荷，提高了系统响应速度，并在网络中断时能保持关键功能的运行。 创新点3：开放的网络集成与坚固的可靠性设计。 US100 采用开放的网络架构，既能无缝融入横河的FA-M3/V9或FAST/TOOLS生态系统，也能通过标准的Modbus、OPC UA等协议轻松接入第三方SCADA、MES或IoT平台。其硬件设计秉承了横河工业级的可靠性理念：宽温工作范围、高等级的电磁兼容性（EMC）、防尘防腐蚀设计以及冗余电源和通信选项，确保了在变电站、野外泵站、海上平台等恶劣环境下7x24小时不间断的稳定运行。

应用案例与行业价值：

在东南亚某大型石化园区的能源管理中心，需要对遍布园区的上百台关键机泵的振动、温度、压力进行在线监测，以实施预测性维护。这些监测点的传感器信号类型各异，分布极为分散。项目采用 Yokogawa US100 作为区域数据集中器，每个 US100 负责采集一个工艺单元内多台设备的状态信号。US100 在本地实时计算振动烈度、频谱特征等关键指标，并与设定的报警阈值进行比较。一旦发现异常趋势，不仅立即上报告警，还能触发本地数据的高速缓存，记录下故障发生前后的详细波形数据。这一方案使得维护团队能够从被动抢修转变为主动预警，成功预测并避免了多次非计划停机。项目负责人表示：“Yokogawa US100 为我们构建了一张可靠的状态监测网络。它的通用性让我们统一了数据接入标准，而其边缘计算能力则把有价值的信息提炼出来，直接送到了工程师的桌面上，使我们的预测性维护策略真正落地，设备综合效率（OEE）提升了超过8%。”

相关产品组合方案：

1. FA-M3/V9 控制器或 FAST/TOOLS SCADA 系统：US100 的理想上位系统，构成完整的数据采集、监控与管理架构。

2. 各种I/O扩展模块 (如 AI/AO, DI/DO 卡件)：插入 US100 机架，提供具体的物理I/O通道，实现容量灵活配置。

3. YTA系列温度变送器：对于远距离或极端环境的温度测量，可与 US100 的T/C/RTD输入配合，提供高精度、抗干扰的4-20mA信号。

4. EJX系列压力/差压变送器：提供高可靠性过程压力信号，通过4-20mA接入 US100，构成关键参数监测回路。

5. PRM（工厂资源管理器）软件：用于对全网 US100 及所有连接的智能设备进行统一的配置、校准、诊断和资产管理。

6. 通信扩展模块 (如蜂窝调制解调器)：为 US100 增加无线远程通信能力，适用于无有线网络覆盖的偏远站点。

7. 不间断电源 (UPS) 或太阳能供电系统：为部署在野外的 US100 站点提供稳定、持续的电力保障。

8. 防护机箱及安装附件：为 US100 及其模块提供物理保护，适应户外、防爆等特殊安装环境。

安装维护与全周期支持：

安装与调试：US100 采用模块化机架式设计，安装灵活。首先根据I/O点数和类型规划模块配置并安装到机架上，然后进行电源和通信网络（以太网、串行总线等）的接线。调试主要通过PRM或FA-M3组态软件远程进行，包括设备发现、通道信号类型配置、量程设置、报警限设定、计算逻辑编程以及通信参数组态。其“即插即用”的模块识别和向导式配置流程，大大简化了工程实施。 维护与支持：US100 设计坚固，日常维护量小。主要工作是定期检查接线紧固性、通信链路状态及电源电压。其强大的自诊断功能可通过网络远程报告模块健康状态、通道故障等信息。所有模块支持热插拔，便于在线更换，最大化系统可用性。