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YOKOGAWA F3LR01-ON工业以太网通信模块
    发布时间: 2025-08-18 16:05    

YOKOGAWA F3LR01-ON 是 FA-M3 系列 的 工业以太网通信模块,专为 PLC 与上位机、HMI(人机界面)或分布式控制系统(DCS)的高速网络通信设计

YOKOGAWA F3LR01-ON工业以太网通信模块

一、核心功能与技术参数

1. 网络接口与通信能力

  • 物理接口:1 个 10/100BASE-T 自适应以太网端口(RJ45 连接器),支持 全双工 / 半双工模式,兼容 Cat5e 及以上网线,最大传输距离 100 米(铜缆)。

  • 通信协议

    • 支持 Modbus TCP/IP(客户端 / 服务器模式),可与第三方设备(如罗克韦尔 Allen-Bradley、西门子 S7 系列)跨品牌通信。

    • 兼容 横河私有协议(PCLink over Ethernet),实现与上位机(如横河 Vijeo Designer 组态软件)的 实时数据交互(如寄存器读写、程序上传下载)。

    • 可选配 EtherNet/IP 协议(需定制固件),适配工业以太网标准网络架构。

  • 传输性能

    • 数据传输速率 10/100Mbps 自适应,通信响应时间 ≤10ms(典型值),支持 最大 1500 字节帧长,满足批量数据传输需求(如 100 点模拟量同步刷新)。

二、硬件架构与可靠性设计

1. 核心硬件与隔离

  • 处理器:专用以太网控制器独立处理网络数据,支持 并行数据处理,减轻 PLC 主 CPU(如 F3SP28-3N)负担,确保控制逻辑与通信互不干扰。

  • 隔离特性

    • 以太网接口与内部电路采用 磁耦隔离(隔离电压 2500V AC),抗干扰能力符合 EN 61000-6-2 工业标准,可在变频器、焊机等强电磁环境中稳定运行。

    • 内置 浪涌保护(IEC 61000-4-5,±2kV 差模 /±4kV 共模),防止雷击或电网波动损坏模块。

2. 电源与安装

  • 电源需求:24V DC(±10%),功耗 ≤8W,建议搭配 F3PU20-0N 电源模块(支持冗余供电,提升系统可靠性)。

  • 安装方式:35mm DIN 导轨安装,尺寸 100×160×60mm(宽 × 高 × 深),与 FA-M3 系列其他模块兼容,可无缝集成于标准控制柜。

三、工业级可靠性与诊断功能

1. 环境适应性

  • 宽温运行:工作温度 -20°C~+60°C,存储温度 -40°C~+85°C,适配高温车间(如冶金、玻璃制造)或低温仓储环境。

  • 防护等级:前面板 IP20,可选 IP54 防尘防水外壳(定制),适合粉尘或潮湿环境(如食品加工、污水处理)。

2. 故障诊断与冗余

  • 自诊断功能:实时监测 网络连接状态(链路中断、IP 冲突)、协议异常(超时、校验错误),通过 LED 指示灯(PWR/Link/Act/Err)直观显示故障类型,并向上位机发送报警信号。

  • 冗余设计:支持 双以太网链路热备(需主站配置冗余协议),切换时间 ≤5ms,适用于高可靠性场景(如核电辅控、轨道交通信号系统)。

四、典型应用场景

1. 产线级网络监控

  • 案例:某电子元件生产线采用 F3LR01-ON + F3SP28-3N PLC,通过 Modbus TCP 协议接入工厂 SCADA 系统,实时上传 32 路温度传感器数据(模拟量)和 64 路设备运行状态(数字量),数据刷新周期 50ms,生产异常响应速度提升 40%

2. 多 PLC 协同控制

  • 案例:汽车焊接车间通过 F3LR01-ON 组建以太网环网,3 台 FA-M3 PLC 分别控制焊接机器人、输送线、检测设备,通过 EtherNet/IP 协议 实现 μs 级同步,焊接精度提升至 ±0.02mm,废品率降低 25%

3. 远程运维与数据采集

  • 案例:分布式光伏电站中,F3LR01-ON 配合 4G 工业路由器,将逆变器运行参数(电压、电流、功率)通过 MQTT 协议 上传至云端平台,实现 100 公里外远程监控,运维成本降低 30%

五、与竞品的差异化优势

对比维度F3LR01-ON(推测)西门子 CP1243-1罗克韦尔 1756-ENBT
协议兼容性Modbus TCP/IP + 私有协议仅 Modbus TCP/IP需额外授权支持多协议
隔离等级2500V AC 磁耦隔离1500V AC 光耦隔离2500V AC 隔离
冗余能力支持双链路热备(≤5ms)需外部交换机实现冗余内置冗余功能(需配置)
性价比工业级中端价位高端认证设备(成本较高)冗余设计(成本高)

六、选型建议与注意事项

1. 型号匹配

  • 若需 多端口扩展,可考虑 F3LR02-ON(推测含 2 个以太网口,支持环网冗余);

  • 若需 无线通信,可搭配 工业 Wi-Fi 模块(如横河 F3WLAN-01),实现无缆化连接。

2. 配置要点

  • IP 地址设置:通过 WideField 编程软件 配置静态 IP(如 192.168.1.100),确保与上位机在同一网段,避免通信冲突。

  • 协议选择

    • 与第三方设备通信优先使用 Modbus TCP/IP

    • 与横河自有系统(如 CENTUM VP DCS)通信优先使用 PCLink 协议,提升兼容性。

3. 安装与维护

  • 布线规范:以太网电缆需与动力电缆分开敷设(间距 ≥30cm),避免电磁干扰;室外布线需使用 铠装屏蔽线,并做好防雷接地(接地电阻 ≤4Ω)。

  • 备件支持:沈阳地区可通过 横河授权经销商(如沈阳古明机电)获取 4 小时备件响应,建议储备 备用模块 及 RJ45 接头

七、总结与建议

F3LR01-ON 作为 FA-M3 系列的以太网通信模块,凭借多协议兼容、高隔离等级及冗余能力,适合工业场景中 PLC 与上位系统的高速数据交互。实际应用中,建议:


  1. 确认模块固件版本(≥V3.0)以支持最新协议(如 EtherNet/IP);

  2. 通过 Wireshark 抓包工具 分析网络数据,优化通信参数(如超时时间、帧长);

  3. 访问横河官网或联系技术支持(400-820-4288)获取《FA-M3 以太网模块手册》,确保配置合规。

  • CP401-10S1    

  • PW481-10    

  • VPBKITH    

  • TVB-22    

  • F3SP28-3N    

  • F3CT04-ON    

  • F3AD04-OV    

  • F3DA02-ON    

  • F3WD64-3F    

  • F3LC11-1F