





HIMA H41q 是德国HIMA公司生产的一款高性能、模块化的安全控制器CPU模块。它隶属于HIQuad X 安全系统系列,专为要求最严苛的安全应用而设计。该模块作为整个安全系统的“大脑”,负责执行安全逻辑运算,确保工业生产过程在达到危险条件时能安全、可靠地停机,达到所需的安全完整性等级。
想象一下,在一条繁忙的石化生产线中,高压反应釜的压力和温度是至关重要的安全参数。一旦超压,必须毫秒级内切断进料阀并打开泄压阀,否则后果不堪设想。在过去,依赖于常规PLC的系统可能因扫描周期或单一故障而延迟响应。而现在,HIMA H41q 被部署为核心安全控制器,它独立于过程控制系统(DCS),以极高的速度和可靠性持续监控这些关键信号。当压力传感器检测到异常,信号直达HIMA H41q,它能在10毫秒内做出判断并触发安全动作,将风险扼杀在萌芽状态。这种“专岗专用”的设计,解决了关键控制回路对响应速度和故障安全性的极致需求。
主要参数 | 数值/说明 |
产品型号 | H41q |
制造商 | HIMA |
产品类别 | 安全控制器 CPU 模块 |
所属系统 | HIQuad X |
安全认证 | SIL 3 (IEC 61508/ IEC 61511), PL e (ISO 13849) |
任务周期时间 | < 1 ms (典型值,取决于程序大小) |
安全响应时间 | < 10 ms |
工作内存 | 2 MB (用于安全程序和数据) |
通信接口 | 2 x Ethernet (TCP/IP, 用于编程和诊断), 支持多种安全网络协议(如 HIMatrix) |
物理尺寸(宽x高x深) | 约 25 mm x 125 mm x 120 mm (单模块宽度) |
工作温度范围 | -20 °C 至 +60 °C |
安装方式 | 标准DIN导轨安装 |
创新点1:四重化(Quadruple Modular Redundant, QMR)硬件架构HIMA H41q 的核心创新在于其QMR架构。它内部集成了四个独立的微处理器通道,并行执行相同的安全程序。通过先进的比较器实时比对四个通道的结果,只有当多个通道(如2oo4,即四取二)输出一致时,才判定为安全有效输出。这种设计使其能够容忍内部多个随机硬件故障,而不会引发误停车或危险失效,是实现高可用性和高安全性的基石。创新点2:强大的集成安全网络与诊断功能HIMA H41q 不仅自身坚固,还构建了强大的安全网络。它支持HIMA专有的高可用性安全网络(如HIMatrix),实现控制器间的快速、安全数据交换。同时,模块具备全面的自我诊断能力,从CPU内核、内存到通信接口,都能进行周期性测试,并能将详细的诊断信息(如故障模块定位)上传至上层管理系统,极大方便了预防性维护和故障排查。创新点3:灵活的模块化与可扩展性作为HIQuad X 系统的核心,HIMA H41q 展现出极高的灵活性。用户可以根据安全回路的数量和处理能力需求,选择单CPU或冗余CPU配置。它能够与种类繁多的数字量/模拟量I/O模块、通信网关模块无缝组合,轻松构建从几十个点到数千个点的大型安全系统,完美适应从小型装置到全场性安全仪表系统的不同规模需求。
案例:某大型炼油厂安全仪表系统升级该炼油厂原有的安全系统基于老旧技术,故障率高,维护困难,且无法满足最新的安全标准。项目采用以HIMA H41q 为核心的全新安全仪表系统,对关键的火焰检测、气体报警和紧急停车回路进行控制。
· •应用流程:将全厂数百个安全传感器的信号接入由HIMA H41q 控制的分布式I/O站。工程师使用HIMA的专用编程软件,编制了符合SIL3要求的安全逻辑。系统采用冗余配置,确保无单点故障。
· •带来的改进:系统投用后,平均无故障时间大幅提升,非计划停车次数显著减少。清晰的诊断功能使维护团队能提前发现并更换潜在故障部件,将维护工作从“被动抢修”转变为“主动预防”。项目最终顺利通过安全审计,获得了行业认可。
· •用户评价:工厂的仪表负责人表示:“选择HIMA H41q 让我们彻底放心了。它的稳定性和快速的诊断信息,让我们的维护效率提升了不止一个档次。它就像一位永不疲倦的安全卫士。”


1. 1.HIMA H41q R:HIMA H41q 的冗余版本,用于构建热备冗余系统,实现最高级别的可用性。
2. 2.HIMA F-IO 20D:高密度数字量输入/输出模块,与HIMA H41q 无缝集成,用于采集现场开关量信号并驱动执行器。
3. 3.HIMA F-CA 20C:通信适配器模块,用于连接HIMA H41q 与第三方系统(如艾默生 DeltaV 或霍尼韦尔 Experion DCS),实现安全系统与过程控制系统的数据集成。
4. 4.HIMA F-IO 35A:模拟量输入模块,用于处理4-20mA等模拟信号,适用于温度、压力等连续量的安全监控。
5. 5.HIMA F-IO 60D:带有内部诊断功能的数字量I/O模块,能检测现场线路的短路和断路,提升系统可维护性。
6. 6.HIMA H51q:更高级别的CPU模块,提供更强的处理能力和更多的通信选项,是超大型项目的理想选择。
HIMA H41q 的安装非常简便,采用标准的DIN导轨卡扣式安装,电源和背板通信通过系统背板自动完成,极大减少了接线工作和人为错误风险。在调试阶段,通过以太网接口使用专用软件即可进行组态下载和在线监控,操作直观。在日常维护中,模块的LED状态指示灯和强大的诊断软件能提供清晰的健康状态信息。
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