SevenStar CS200-J User manual

REV.2.5
CS 系列 200-J 型气体质量流量控制器/质量流量计
使 用 手 册
2015 . 12

目录
第一部分 产品说明 3.2 控制方式 .............................................. 15
1.1 声明................................................... 13.3 调零 ...................................................... 15
1.2 安全注意事项 ................................... 23.4 软启动 .................................................. 15
1.3 使用须知........................................... 23.5 延迟 ...................................................... 16
1.4 概述................................................... 33.6 阀控制 .................................................. 16
1.5 技术指标........................................... 43.7 阀类型 .................................................. 16
1.6 标定................................................... 53.8 多气体多量程 ...................................... 16
1.6.1 标准状况 ........................................ 53.9 累积流量 .............................................. 16
1.6.2 制造环境 ........................................ 53.10 报警 .................................................... 17
1.6.3 精度调节 ........................................ 53.11 LED 指示灯 ........................................ 17
第二部分 安装 第四部分 维护
2.1 概述................................................... 64.1 概述 ...................................................... 17
2.2 打开包装........................................... 64.2 注意事项 .............................................. 18
2.3 机械安装........................................... 64.2.1 介质使用要求 .................................... 18
2.3.1 概述 ................................................ 64.2.2 阀口密封问题 ................................... 18
2.3.2 安装 ................................................ 9第五部分 故障诊断
2.3.2.1 1/4″VCR 接头安装方法............ 95.1 初步检查 .............................................. 18
2.3.2.2 双卡套接头的安装方法 ............. 10 5.2 故障检查 .............................................. 18
2.4 电气安装........................................... 10 第六部分 保证和服务
2.4.1 概述 ................................................ 10 6.1 七星电子有限保证 .............................. 20
2.4.2 连接 ................................................ 11 6.2 产品保证 .............................................. 20
2.4.3 电缆线选型表以及连接示例 ........ 12 6.3 服务 ...................................................... 21
2.5 工作检查........................................... 15 6.4 免责声明 .............................................. 21
第三部分 功能介绍 附录Ⅰ ......................................................... 22
3.1 概述................................................... 15 附录Ⅱ ......................................................... 25
MASS FLOW CONTROLLER & MASS FLOW METER

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气体质量流量控制器和质量流量计
使 用 手 册
第一部分 产品说明
1.1 声明
《气体质量流量控制器和质量流量计使用手册》版权属于北京七星华创电子股份有限公
司(以下简称“七星电子”)专有。如无七星电子的书面许可，不得部分或全部影印本使用手
册。本手册已经严格审校，但不保证手册中不含错误与遗漏，出版商不承担任何由于错误或
遗漏的责任，亦不承担由于使用本手册中的信息所导致的损失的任何责任。
北京七星华创电子股份有限公司

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1.2 使用须知
尊敬的用户，感谢您购买本公司生产的 CS 系列气体质量流量控制器/质量流量计产品。本手册详细叙
述了正确、安全使用该系列产品的必要事项。
产品使用者，请务必认真参阅本手册并理解后使用，在使用过程中，请注意带有 标志的文字及注
意事项中包含的所有内容。
对于未按照使用手册使用造成的财产损失或人身伤害，本公司有权不承担责任。
本手册对您安装、维护及故障维修时，必不可少，请妥善留存保管。
1.3 安全注意事项
下列注意事项请结合使用手册查看。未按照注意事项进行操作所产生的一切后果本公司
不予承担。
a）请勿替换产品零部件或者改动产品
不要替换产品的任何零部件或者对仪器进行任何未授权的改动。在返厂进行重新标定或
维修的时候必须保证安全标签完好无损。
b）请联络专业工作人员为您服务
使用时勿擅自更换零部件，任何技术支持都必须由本公司授权的专业技术人员来为您服
务。 c）使用危险气体时请特别注意
如果使用危险气体，请做好预防措施，条件允许请完全吹洗仪器。如果危险气体潮湿，
须确保潮湿的危险气体不会和仪器以及密封材料产生化学反应。
d）吹洗仪器时特别注意
在从气路上拆卸仪器之前和安装仪器后都要对整个系统进行吹洗，用干燥气体吹洗通道
内剩余气体的残渣。
e）请遵照合适的步骤吹洗
产品必须在通风保护罩下进行吹洗，并且操作人员必须带上手套进行保护。
f）请勿在爆炸性环境下使用本产品
为了避免产生爆炸，不要在爆炸性环境下使用本产品，除非本产品获得有效认证 。
g）请使用合适的接头并按照相关的紧固规程来操作
所有仪器的接头都必须和产品说明书上的型号相符，且与仪器所使用的接头相一致且与
仪器所使用的接头相配套。拧紧接头的时候请按照产品操作指导说明书来操作。
h）请检查产品接头处是否漏气
请仔细的检查所有的零部件接口以确保在安装过后没有漏气。
i）请使产品在安全入口压力下工作

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请勿使仪器的入口压力超出最大工作压力（请参阅产品说明书中的最大工作压力）
j）请使整个系统远离污染
系统在运行过程中，请勿使用含有污染物的气体。如气体中含有灰尘、污垢、纤维、玻
璃碎片或者铁屑等。
k）请预热仪器后再使用
请预热后再使用，尤其是危险气体，更加应该注意。请使用绝对关闭的阀以确保在预热
过程中不会有错误的流量通过。
1.4 概述
质量流量控制器（MFC）和质量流量计（MFM）用于对气体的质量流量进行精密控制
和测量。它们在半导体和集成电路工艺、特种材料学科、化学工业、石油工业、医药、环保
和真空等多种领域的科研和生产中有着重要的应用。其典型的应用场合包括：微电子工艺设
备, 如扩散、氧化、外延、CVD、等离子刻蚀、溅射、离子注入；以及镀膜设备、光纤熔炼、
微反应装置、混气配气系统、气体取样、毛细管测量、气相色谱仪及其它分析仪器。
CS200J 型MFC 是北京七星华创电子股份有限公司（七星电子）生产的数字型产品，为
气体质量流量的控制、测量提供了高准确度及高可靠性。该型产品可同时支持数字信号，0～
10V 模拟信号，4～20mA 模拟信号，可以使用双电源（±8～±16 VDC）或单电源（+14～+28
VDC），并加入了电磁截止阀。支持自动故障报警，多气体多量程等功能。标准开放的通讯
协议为客户自行开发控制、采集软件提供便利。提供功能强大的免费客户端上位机软件
Digital MFC。
CS200J MFC 默认配置为：
MAC 地址：32；
RS485 通信波特率：19200；
控制方式：0～10V电压控制。
更多细节请参考产品附带光盘中的“CS 系列 MFC 通讯协议”。

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1.5 技术指标
CS200
型号 J
阀类型 常闭阀或常开阀(流量规格≤30SLM)
流量规格(N2)
(0～5,10,20,30,50,100,200,300,500) SCCM
(0～1,2,3,5,10,20,30,50) SLM
准确度
±1.0% S.P. (≥35% F.S.)
±0.35% F.S. (＜35% F.S.)
线性 ±0.5% F.S.
重复精度 ±0.2% F.S.
响应时间 ≤1 sec
工作压差范围
0.25～0.55MPa 流量规格≤10SLM
0.25～0. 5MPa 10SLM＜流量规格≤30SLM
0.25～0.45MPa 30SLM＜流量规格≤50SLM
温度系数
零点： ≤±0.05% F.S/℃；
调节时：≤±0.1% F.S/℃流量规格≤30SLM；
调节时：≤±0.2% F.S/℃流量规格＞30SLM
耐压 1MPa
漏率 1×10-10 Pa·m3/ sec He
密封材料 氟橡胶
工作环境温度 （5～45）℃
输入信号 数字：RS485
模拟：(0～10)VDC
输出信号 数字：RS485
模拟：(0～10)VDC
零漂 在没有零点校正时＜0.6%F.S./年
电源 ±8～±16 VDC (双极)或+14～+28 VDC (单极)，+24VDC
表面化学成分 常态
表面粗糙度 25 Micro inch average
标准接头形式
双卡套Φ6mm；双卡套 1/4〞；双卡套 3/8〞；
双卡套Φ10mm；双卡套Φ3mm；双卡套 1/8”
VCR1/4〞阳接头；VCO1/4〞阳接头；
电源接头形式 9针D型阳接头；15 针D型阳接头
重量 1.2 Kg

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注意 :
质量流量计和质量流量控制器出厂通常用氮气（N2）标定。
质量流量的单位规定为： SCCM （标准毫升/分）;
SLM （标准升/分）
标准状态规定为: 温度——273.15K （0℃）;
气压——101325 Pa（760mm Hg）
F.S.（Full Scale）： 满量程值
1.6 标定
CS200J MFC 可以按照用户的要求来标定。如果用户没有说明工作情况等信息，则按照标准
状况标定。
1.6.1 标准状况
出口压力：大气压
气体质量流量通常用标准状态下的体积流量来表示，质量流量单位为：
SCCM：标准毫升/分钟
SLM：标准升/分钟
标准状态：温度 0ºC（273.15K）
气压：101325Pa（760mm Hg）
因为在标准状态下，气体的密度是一个常数，该密度乘以标准状态下的体积就是质量数，所
以标准状态下的体积流量就等同于质量流量。
MFC 的标准安装位置为水平安装，同时为客户提供垂直（进气口向上或向下）、平躺及其
它位置的安装，为保证最高的测量精度，用户购买时应该说明设备的安装方式。
1.6.2 制造环境
CS200J 型MFC 是在温度为 22±2℃的 100 级的净化间内组装，在 1000 级净化环境下标定及
包装。
1.6.3 精度调节
每台 CS200J 型MFC 在制造之后都要在相应的标定台上烤机 24 小时，然后进行精确标定。
精度、动态响应、压力变化的稳定性等指标要经过两次检查，合格后方可出厂。

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第二部分 安装
2.1 概述
警告：必须要非常小心地处理有毒的、腐蚀性的或易燃易爆的气体。在质量流量控制器/流量计
安装之后，应该彻底地检查整个气路以保证没有气体泄漏。通入腐蚀性气体之前应先通入一个小
时的干燥惰性气体以清洗质量流量控制器/流量计。
重要提示：当安装质量流量控制器/流量计时，确保产品通道所示的箭头方向与流经产品的气体
流动方向相同。
2.2 打开包装
CS200J 型MFC 产品在净化间的环境下组装、标定和真空包装。产品由两层独立的密封袋包
装，外层为普通塑料袋，内层为洁净真空袋。在进入净化间之前应该先拆掉外面的塑料袋，为了
减少污染，内层的洁净袋应该在洁净环境下拆开。
2.3 机械安装
2.3.1 概述
在大多数应用场合下，需要在气路中安装一个截止阀。用户应根据工况来决定截止阀的安装
位置（上游或下游）。为了防止污染，建议您在产品的上游管路中安装过滤器。
CS200J 型产品的安装位置应同您在订货时要求的安装位置一致，空气应干燥和洁净，安装
时应避免外力冲击或震动。产品外形如图 2-1 所示，图 2-2 为不同接头（Compression FittingΦ6；
Compression Fitting1/4〞；Compression Fitting3/8〞；VCR1/4〞阳接头；VCO1/4〞阳接头；
Compression FittingΦ3；Compression FittingΦ10；Compression Fitting1/8〞）的外形尺寸，不同接
头产品的总长度 L见表 2-1。在安装前，不要取下两端接头上的保护帽，直到您真正安装 MFC
时再取下保护帽。

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图2-1 CS200J 产品外形图

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图 2-2 CS200J 产品（R&D）尺寸外形图

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表2-1 不同接头产品长度表
接头类型
产品长度
双卡套 3/8〞；双卡套φ6；双卡套φ10
双卡套 1/4〞；双卡套φ3；双卡套 1/8〞
VCR1/4〞阳接头
VCO1/4〞阳接头
L 157.8 169
注意 :
图2-2 中的高度 132mm 是不加电缆插头的高度，加上插头后的高度要再增加 50mm 左右。
2.3.2 安装
按进出气的方向，把质量流量控制器/流量计正确地接入管路中。
2.3.2.1 1/4″VCR 接头安装方法
VCR 垫圈有两种：无定位 VCR 垫圈和有定位 VCR 垫圈。1/4″VCR 接头的安装，如图 2-3、
图2-4 所示。当使用无定位 VCR 垫圈时，将垫圈放入阴螺母内；当使用有定位 VCR 垫圈时，将
垫圈固定在凸起的结合处。先用手将螺母和接头拧紧，再用双扳手操作，用一只扳手卡住接头不
动，用另一只扳手旋转螺母，要求用扳手旋转 1/8 至1/4 圈。
图2-3 无定位 VCR 垫圈的 VCR 接头安装示意图
图2-4 定位 VCR 垫圈的 VCR 接头安装示意图

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2.3.2.2 双卡套接头的安装方法
双卡套接头的安装方法见图 2-5，在装上前卡套、后卡套、螺母后,先用手将螺母与接头拧紧，
再用扳手拧紧（国外进口的双卡套接头要求用扳手旋转 1.25 圈拧紧），以保证不漏气。注意应该
使用双扳手操作，用一只扳手卡住接头不动，用另一只扳手旋转螺母，特别是在拆卸接管时必须
使用双扳手操作，否则会引起接头松动，影响密封。
图2-5 双卡套接头安装示意图
注意 :
按图 2-5 所示安装接管时，在装上前卡套、后卡套、螺母后，先用手将螺母与接头拧紧，再
用扳手拧紧（国外进口的双卡套接头要求用扳手旋转 1.25 圈拧紧），以保证不漏气。注意应该使
用双扳手操作，用一只扳手卡住接头不动，用另一只扳手旋转螺母。特别是在拆卸接管时必须使
用双扳手操作，否则会引起接头松动，影响密封。
2.4 电气安装
2.4.1 概述
CS200J 型产品采用开关电源方式，可支持双电源（±8～±16V DC）或单电源（+14～+28V
DC），客户可以根据需要自行选择。电磁截止阀为单独 24VDC 电源。
CS200J 型产品的电气接头采用 D型阳接头，D型接头分 9针和 15 针，其中 9针接头属于
SEMI 标准型，仅支持 0-10V 模拟电压控制和流量输出，15 针接头同时支持 0-10V 模拟电压、
4-20mA 模拟电流控制和流量输出。客户在选购产品的时候根据需要选择
CS200J 型产品支持 RS485 串行通讯，用户可以用 RS485 电缆线和相应的适配器与电脑连接。
接管 螺母 后卡套 前卡套 接头

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2.4.2 连接
图 2-6，图 2-7，图 2-8，图 2-9 分别给出了 CS200 型质量流量控制器的 9 针 D 型阳接头，15
针 D 型阳接头，RS485 端口和电磁截止阀的接线图。。
注意 :
CS200J 型质量流量计外观与 CS200J 型质量流量控制器外观一致，但 CS200J 型质量流量
计电气接头中，0~5V(0~10V)流量设定，4~20mA 流量设定及阀控均不起作用，即图 2-6 中 pin1、
pin6 及图 2-7 中 pin1、pin7、pin8、pin12 管脚不起作用。
图2-6 9 针D型接头连接图 图2-7 15 针D型接头连接图
图2-8 RS485 连接图 图2-9 电磁截止阀接线图

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2.4.3 电缆线选型表以及连接示例
D08-
2B/3B/4B
2E/3E/4E
D08- 1/2/4 2F/3F/4F
D08-1F/1FM/1FS/8C/8CM/1G/1GM
外接±15V
电源
外接+24V
电源
至上位
机串口
至电脑
USB 口
MFC
(DB15 针)
QCX-19/
QCX-P19
QCX-48
QCX-17/QCX-P17
QCX-46 QCX-41 QCX-43 QCX-34 QCX-50
MFC
(DB9 针)
QCX-20/
QCX-P20
QCX-49
QCX-18/QCX-P18
QCX-47 QCX-42 QCX-34 QCX-50
表 2-2 电缆线选型表
图2-10 CS 产品与 D08-1D/1F 电源连接例图

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图2-11 CS 产品与外接电源连接例图
图2-12 CS 产品与外接电源连接例图

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图2-13 CS 产品连接示意图
“七星电子”可以提供所有电气连接线，RS485 转换器。并可以根据客户需要定制相应的连
接线，更多详细信息请咨询当地“七星电子”代理商。

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2.5 工作检查
开始操作质量流量控制器/流量计前需要进行以下检查：
2.5.1. 检查气路是否漏气。
2.5.2. 检查工艺顺序与气路元件的完好性。
2.5.3. 检查 MFC 的控制信号、电源电压大小与形式。
2.5.4. 检查通入的气体类型与额定压力。
2.5.5. 工作前让质量控制器/流量计预热 20 分钟，并检查零点。
2.5.6. 通入干燥的惰性气体进行试运行。
2.5.7. 在使用质量流量控制器/流量计控制强腐蚀性气体之前，应先通入一个小时的干燥惰性气体
以清洗质量流量控制器/流量计。
第三部分 功能介绍
3.1 概述
CS200J 型产品是“七星电子”采用最先进的数字技术研发的产品。在传感器驱动，零点漂
移和阀控技术等诸多方面都采用了独特的技术，保证了产品的高性能、高品质和高可靠性。
3.2 控制方式
CS200J 型产品兼容数字模拟控制方式，客户可以根据需要选择控制信号方式，产品支持数
字控制，0-10V 电压控制。当客户选择了其中一种控制信号，其他两种控制信号将被系统自动屏
蔽。而流量检测信号则通过数字方式，0-10V 电压送出，互不影响。更多细节请参考产品附带光
盘中的“CS 系列 MFC 通讯协议”。
3.3 调零
客户可以通过调零来修正流量计的零漂。在调零以前，客户需要首先确认产品没有气体通过，
然后通过软件命令或者调零按钮进行调零操作，如果采用调零按钮的方式，确认按下调零按钮足
够长的时间，直到 LED 绿色指示灯闪烁，即可松开。调零过程完成后，LED 绿色指示灯将停止
闪烁。
3.4 软启动

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CS200J 型产品支持软启动功能。软启动是指客户根据需要，按照一定的斜率改变 MFC 的设
定。更多细节请参考产品附带光盘中的“CS 系列 MFC 通讯协议”。
3.5 延迟
当设定点低于最小可控值，MFC 将关闭控制阀，当新的设定值大于最小可控值，MFC 将等
待延迟时间后再开始调节。客户可以设定该延迟时间，延迟时间值表示 MFC 将延迟的毫秒数，
例如设定延迟时间为 200，MFC 将延迟 200ms 再开始调节工作。
特别规定：当延迟时间值为 1到49 时，MFC 将默认为 100ms 以后开始工作。
3.6 阀控制
CS200J 型产品支持通过数字通讯或者模拟电压的方式直接关闭或者打开 MFC 的电磁调节
阀。更多细节请参考产品附带光盘中的“CS 系列 MFC 通讯协议”。
3.7 阀类型
CS200J 型MFC 罩内部的电磁调节阀具有常开和常闭两种类型。常开型 MFC 在不接通电源
时，电磁阀为全开状态，气体可以流通；常闭型 MFC 在不接通电源时，电磁阀为关闭状态。因
此用户在购买产品时应说明阀类型。
3.8 多气体多量程
CS200J 型产品支持多气体多量程功能，客户可以根据自己的需要，更换 MFC 的气体，更换
MFC 的气体转化系数，客户只要将新的气体转化系数输入 MFC 即可，气体转化系数参考附录中
的转化系数列表。产品允许客户在一定范围内选择满量程，范围不要超过原始满量程的 0.3～1.1
倍。例如，一台原始满量程为 100SCCM 的MFC，可以选择的满量程范围不超过 30SCCM～
110SCCM。客户只要将新的满量程值（单位 SCCM）输入 MFC 即可。
CS200J 型产品支持客户零点（Target Null Value）功能。客户可以制定 MFC 的零点所在的真
实流量值（%F.S.）。例如，设定 Target Null Value 为-20%F.S，则当 MFC 没有气体通过的时候，
其流量读数为-20%F.S.，当 MFC 通过的真实气体流量为 20%F.S，MFC 的读数为 0%F.S.。该功
能不受调零、客户满量程等影响。客户零点的范围是-100%F.S 到100%F.S.。
更多细节请参考产品附带光盘中的“CS 系列 MFC 通讯协议”。
3.9 累积流量

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CS200J 型产品可以记录和输出通过 MFC 的气体流量累积值。累积值的单位为标准毫升
（SCC）。例如累积值的读数为 3000，则说明通过该 MFC 的气体已累积到 3000 标准毫升（SCC）。
更多细节请参考产品中的“CS 系列 MFC 通讯协议”。
3.10 报警
CS200J 型产品提供自动警告和错误报警功能。客户可以根据需要打开或者禁止该功能，在
客户没有特殊要求时，报警功能默认为关闭状态。MFC 可以提供的警告和错误报警：
传感器警告和错误报警
EEPROM 错误
控制阀错误
温度警告和错误报警
当MFC 发生警告，LED 指示灯将红灯闪烁。当 MFC 发生错误报警，LED 指示灯将红灯常
亮。
更多细节请参考产品附带光盘中的“CS 系列 MFC 通讯协议”。
3.11 LED 指示灯
CS200J 型485 通讯产品顶部有 1个LED 指示灯，通常通电情况下绿色常亮，绿色常亮表示
工作正常,绿灯闪烁表示 MFC 正在自动调零。如果红灯闪烁则表示 MFC 有警告出现，如果红灯
常亮则表示 MFC 有错误出现。
注意 :
当质量流量控制器的电磁阀全开时，也可以当质量流量计使用。在做流量计使用时，流量检
测电压的输出值最大可能达+10V 以上，不过要注意，当流量超过满量程值（+5V）后，流量检测
电压与通过的实际流量不成线性对应关系。清洗时，流量显示不准确，还可能出现流量增大显示
反而减小的异常现象，但并不会对流量计本身造成损伤。
第四部分 维护
4.1 概述

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不需要对质量流量控制器或质量流量计进行日常保养，只需进行偶尔的清洗及再标定。如果
通入控制器的是超洁净以及无腐蚀性气体，在 3年或 4年后进行清洗及再标定。如果通入控制器
的是低洁净度气体或一种腐蚀性气体，在 1年或 2年后进行清洗及再标定。
更多细节请联系“七星电子”代理商。
4.2 注意事项
4.2.1 介质使用要求
使用气体必须净化，切忌粉尘、液体和油污。必要时，须在气路中加装过滤器等。如果流量
控制器/流量计出口接有液体源瓶, 应在流量控制器/流量计出口加装单向阀, 防止液体回流损
坏产品。
注意 :
对于使用腐蚀性或有毒、易燃气体的产品，通气使用前应严格保证并检验安装和联接的气密
性；如需从系统上卸下，应在断开气路前，使用干燥的对人体无害的常规气体（如氮气、空气）
或惰性气体对产品进行彻底的清洗。如没有清洗，可能会引起火灾、爆炸、中毒等意外事故，将
导致人员伤亡。
4.2.2 阀口密封问题
MFC 的电磁阀是调节阀, 不是截止阀, 不能当截止阀使用。MFC 的阀口内部漏气率在 1%F.S.
以内, 属于正常情况。
第五部分 故障诊断
5.1 初步检查
5.1.1 检查气源及通入质量流量控制器/流量计的气路被打开。
5.1.2 确保电源和控制信号正确的输送到电路板上的 D型接头。
5.1.3 检查通讯线是否正确连接。
5.2 故障检查