140CPS22400经典冗余电源模块

140CPS22400 是施耐德电气为Modicon Quantum 自动化平台设计的24V DC 冗余电源模块，提供5.1V DC/8A与24V DC/1.8A双路输出，支持热插拔与冗余并联运行，内置过压 / 过流 / 过热保护，适配关键工业控制场景；当前已停产（EOL），推荐以BMXCPS4002（Modicon M340 平台）或140CPS22400C（涂层保护版）作为替代，保障系统高可用性与长期支持。

一、产品特性

核心定位：Quantum 平台专用冗余电源模块，为 CPU 与 I/O 模块提供稳定供电，适配要求零停机的关键控制系统，如石油化工、电力、轨道交通等行业。

冗余架构：支持N+1 冗余并联，单个模块故障时自动切换，保障系统持续运行，提升整体可靠性。

双路输出：同时提供5.1V DC/8A（核心电路供电）与24V DC/1.8A（辅助电路供电），满足 Quantum 系统不同部件的供电需求。

热插拔能力：支持带电插拔维护，无需停机即可更换模块，显著降低维护时间与生产成本。

宽输入范围：20-30V DC 输入，适配工业现场波动电源，内置5A 慢断熔断器，提升抗冲击能力。

全面保护：集成过压、过流、过热保护与反极性保护，防止电源异常损坏系统核心部件。

工业级设计：IP20 防护等级，隔离电压 1780V，适应 - 25℃至 70℃宽温工作环境，耐受高湿度与振动工况。

二、技术指标

参数类别具体规格

厂商 / 型号施耐德电气（Schneider Electric）140CPS22400

适配平台Modicon Quantum 自动化系统

电源类型冗余型 DC-DC 电源模块，支持并联冗余

输入参数24V DC（20-30V DC），最大输入电流 3.8A，浪涌电流 25A@24V

输出参数主输出：5.1V DC/8A；辅助输出：24V DC/1.8A

效率典型值 > 85%，降低能耗与散热需求

保护功能过压保护、过流保护、过热保护、反极性保护

热插拔支持带电插拔，维护无需停机

冗余能力支持最多 4 个模块并联冗余，自动负载均衡

工作环境温度 - 25℃至 70℃，湿度 5%-95%（无冷凝），振动 5g（10-500Hz）

物理规格标准 Quantum 模块尺寸，重量约 0.65kg，DIN 导轨安装

认证UL、CSA、ATEX Class 1 Div 2 防爆认证，适配危险区域应用

三、功能说明

冗余供电管理：模块内置冗余控制器，实时监测自身状态与并联模块运行情况，故障时自动切换，切换时间 < 1ms，保障系统无间断运行。

负载均衡分配：多模块并联时自动分配负载，避免单模块过载，延长使用寿命，提升系统稳定性。

状态监测与报警：通过 Quantum 系统背板总线提供电源状态信息，包括输入 / 输出电压、电流、温度与故障代码，支持远程监控与预警。

电源波动补偿：宽输入范围设计适应现场电压波动，内置滤波电路抑制电磁干扰，保障输出电压稳定，纹波 < 50mV。

故障隔离：单个模块故障时自动与系统隔离，防止故障扩散，同时发出报警信号，便于快速定位与更换。

辅助供电支持：24V 辅助输出可为系统传感器、继电器与通信模块供电，减少外部电源需求，简化系统设计。

四、操作指引

安装流程

确认 Quantum 机架电源槽位空闲，断电状态下操作，佩戴防静电手环。

将模块对准导轨槽位，水平推入并锁定卡扣，确保与背板可靠连接。

冗余配置时，最多安装 4 个模块，连接冗余通信线，确保模块间状态同步。

接入 24V DC 电源，注意正负极性，推荐使用屏蔽电缆，长度不超过 10 米。

参数配置与测试

冗余设置：通过 Quantum 编程软件配置冗余模式（N+1），设置故障切换阈值与报警参数。

通电测试：测量输出电压，5.1V 输出误差应≤±2%，24V 输出误差应≤±5%。

冗余验证：断开其中一个模块电源，确认系统正常运行，无停机或数据丢失。

热插拔测试：带电拔出模块，检查系统状态，再插入新模块，验证自动识别与负载分配功能。

日常操作

状态监控：通过 HMI 或编程软件实时查看各模块电压、电流与温度数据，建立趋势分析。

定期巡检：检查模块指示灯状态（绿色正常，红色故障），每季度清洁一次散热孔，防止积尘影响散热。

负载管理：避免长期满负载运行，推荐负载率控制在 70% 以内，延长模块使用寿命。

维护要点

故障处理：模块报警时，先检查输入电源与连接，再通过故障代码定位问题，必要时更换模块。

备件管理：冗余系统建议储备 1 个备用模块，确保快速更换，减少停机时间。

升级建议：老旧系统可通过适配器兼容新平台，新项目建议直接采用 M340 或 M580 平台电源方案。

安全注意：更换模块时必须佩戴防静电手环，防止静电损坏电子元件。

五、优势特征

高可用性：冗余架构与热插拔设计，将系统停机时间降至趋近于零，适配关键控制场景，符合工业 4.0 高可靠性要求。

全面保护：多重保护机制防止电源异常损坏核心部件，降低系统维护成本与故障风险。

灵活适配：宽输入范围与双路输出，适配 Quantum 全系列模块，减少外部电源配置，简化系统集成。

易维护性：热插拔与模块化设计，维护人员无需专业技能即可快速更换，降低人力成本。

工业级耐用性：宽温工作范围与高隔离电压，适应恶劣工业环境，平均无故障时间（MTBF）超过20 万小时。

兼容性强：与 Quantum 平台无缝集成，支持现有系统升级，保护用户投资，无需大规模更换硬件。

六、生命周期

当前状态：已停产（EOL），施耐德官方不再生产，部分渠道仍有库存或二手设备流通。

停产时间：约 2020 年前后，同步推出替代方案 BMXCPS4002，适配 Modicon M340 平台。

支持情况：原厂技术支持与维修服务逐步缩减，建议现有用户制定迁移计划，保障长期运营。

过渡策略：

短期：使用 140CPS22400C（涂层保护版）替代，保持功能兼容，提升抗腐蚀能力。

中期：通过Quantum-M340 适配器迁移至 BMXCPS4002，保障系统性能与支持。

长期：新项目直接采用 Modicon M580 或 EcoStruxure Control Expert 平台，获得更先进的电源管理与安全功能。

七、可替代型号

同品牌升级替代（首选）

BMXCPS4002：Modicon M340 平台冗余电源，24V DC 输入，5.1V/8A 输出，功能兼容，支持现代工业网络，提供完整技术支持。

140CPS22400C：140CPS22400 的涂层保护版，增强抗腐蚀能力，适配恶劣环境，库存相对充足。

140CPS42400：48-60V DC 输入版本，适合高压工业场景，功能与 140CPS22400 一致。

同系列功能替代

140CPS12400：24V DC 非冗余电源，8A 输出，适合对冗余要求不高的场景，成本更低。

140CPS11420：115/230V AC 输入冗余电源，适配不同供电环境，需注意输入类型差异。

跨平台替代

BMXCPS3002：Modicon M340 标准电源，支持冗余扩展，适配中小型控制系统。

Schneider ABL8RPS24080：工业级冗余电源，24V/8A 输出，适配非 Quantum 平台系统，提供通用冗余解决方案。

注意：跨平台替代需核对输出电压、电流与物理尺寸，确保与系统兼容，建议优先选择施耐德原厂方案以保障稳定性与技术支持。

总结语

140CPS22400 作为施耐德 Modicon Quantum 平台的经典冗余电源模块，以高可用性冗余架构、热插拔维护与全面保护机制，成为关键工业控制系统的可靠供电保障，适配石油化工、电力、轨道交通等零停机要求行业。其双路输出设计与工业级耐用性，满足 Quantum 系统复杂供电需求，降低系统集成与维护成本。然而，随着 Quantum 平台逐步过渡到 M340/M580 平台，140CPS22400 已进入EOL 状态。对于现有用户，建议优先采用BMXCPS4002升级或140CPS22400C过渡，保障系统长期稳定运行；新项目应直接选用现代冗余电源方案，平衡系统性能、支持周期与投资回报，确保工业自动化系统的持续高效与安全可靠。