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可编程逻辑控制器的主要模块以及系统功能

(文章滥觞:OFweek)

数十年以来,可编程逻辑节制器(PLC)始终是工厂自动化和工业历程节制有机组成的一部分。从简单的照明功能到情况系统、再到化学加工等各类利用,都离不开 PLC节制。这些系统具备许多功能,供给各类模拟和数字输入/输出接口、旌旗灯号处置惩罚、数据转换以及各类不合的通信协议。PLC的所有元件和功能都以节制器为中间,而节制器则针对某项详细义务进行编程。

基础的PLC组件必须足够机动并可设置设置设备摆设摆设,以满意不合工厂和利用的需求。输入勉励(无论是模拟照样数字旌旗灯号)来自机械装配、传感器或历程事故,体现为电压或电流。PLC必须准确地为CPU供给解析并转换勉励旌旗灯号,CPU进而确定一组发给输出系统的指令,而后者节制着安装在工厂或另一工业情况的履行机构。

今世PLC起源于上世纪60年代,在随后的几十年中,通用功能和旌旗灯号通道发生了少许变更。然而,21世纪的历程节制为PLC提出了加倍艰难的新要求:更高机能、更小体积和更大年夜的功能机动性。必须内置保护功能,防止潜在的破坏性静电放电(ESD)、电磁滋扰和射频滋扰(RFI/EMI),以及恶劣的工业情况中常见的大年夜幅值瞬态脉冲。

PLC必要在工业情况中无端障事情数年,而这种情况对付为PLC供给卓越机动性和周详性的微电子元件有较大年夜侵害。Maxim比任何一家混杂旌旗灯号IC厂商都更能理解这一状况,由于我们在成立之初就以卓越的产品靠得住性和立异规划领先于同业业竞争者,确保高机能电子器件免受恶劣情况的侵害,包括高ESD、高瞬态电压摆幅和 EMI/RFI。设计职员已经普遍认可Maxim的产品,由于这些产品办理了模拟、混杂旌旗灯号设计的难题,并将年复一年锲而不舍地办理这类问题。

PLC 具有4至数百路输入/输出(I/O)通道,支持各类不合规格的利用,是以,尺寸和功率也像系统精度、靠得住性一样紧张。Maxim坚持在IC中集成精确的功能,始终维持同业业的领先职位地方,从而减小了总系一切的空间和功率需求,获得加倍紧凑的设计。Maxim能够以最小尺寸供给数百款低功耗、高精度IC,使得系统设计职员能够构建完全满意苛刻的空间、功耗要求的周详产品。

历程节制可以简单到何种程度? 我们以一个常见的家用加热器为例进行阐明。加热器部件密封在一个容器内,便于系统通信。这个观点可以扩展到远端节制的家用恒温加热器,通信间隔在几米阁下,平日采纳电压节制。现在,我们在这个小型简单历程节制系统的根基上加以拓展,一个工厂必要哪些节制和设置设置设备摆设摆设?

远间隔传输线的阻抗、EMI和RFI使得电压节制规划的实施异常艰苦,这种环境下,电流环不掉为简单、有效的办理规划。由基尔霍夫定律可知,电流环中任何一点的电流即是环路中其它所有点的电流,由此可以抵消传输线阻抗的影响。因为环路阻抗和带宽较低(几百欧姆,并且< 100Hz),EMI和RFI的杂散拾取被降至最小。PLC系统对付适当的节制异常有用,例如工厂临盆系统。

电流节制环的利用始于20世纪早期的电传打字机,最早应用的是0–60mA环路,后来改为0–20mA环路,PLC系统率先采纳了4–20mA环路。4–20mA电流环有很多上风。在传统的分立器件设计中必要仔细谋略,而且与当前的集成4–20mA IC比拟,电路占用很大年夜空间。Maxim推出了几款20mA器件,包括MAX15500和MAX5661,可有效简化4–20mA PLC系统设计。

丈量到的任何电流值都代表必然的信息。实际利用中,4–20mA电流环路事情在0mA至24mA电流范围。但0mA至4mA和20mA至24mA电流范围用于诊断和系统校准。因为低于4mA和高于20mA的电流用于诊断,可以觉得介于0mA和4mA之间的读数表示系统中传输线断开。同样,介于20mA和 24mA之间的读数可以表示系统中呈现潜在的短路故障。

4–20mA通信的增强版称为高速可寻址远端传感器(HART?系统),该系统向下兼容4–20mA仪表。在HART系统中,采纳基于微处置惩罚器的智能化集成现场器件能够实现双向通信。根据HART协议,能够在同一4–20mA模拟电流旌旗灯号线对上承载附加的数字信息,用于历程节制。

PLC的功能可划分成几个功能组。许多PLC厂商将这些功能集成为自力模块,每个模块所具备的功能随详细利用而有所不合。很多模块具有多种功能,可与多种传感器接口连接。然而,多半环境下会针对特殊利用设计专用模块或扩展模块,例如:电阻温度检测器(RTD)、传感器或热电偶传感器。平日,所有模块具备相同的核心功能:模拟输入、模拟输出、散播式节制(例如现场总线)、接口、数字输入和输出 (I/O)、CPU以及电源。

(责任编辑:fqj)

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