MAX14914助你實現真正的數字IO!
發布時間:2019-12-20 責任編輯:wenwei
【導讀】工業4.0是現代化工廠環境一個新的代名詞,由數十台網絡控製器組成,這些網絡控製器連續監測成百上千傳感器的輸入,例如開關和位準檢測器。同時將信號送到相應數量的輸出設備,例如閥門、電磁閥或電機驅動。
benshejifanganzhong,womentaolundianzipeixianjia,jianhuaxianchangxianzuyukongzhiqilianjiedeguocheng。ranhoujieshaoyizhongjiangdianzipeixianjialinghuoxingtishengdaoxingaodudechuangxinfangan。
配線架
在此之前,將現場I/O設備連接到可編程邏輯控製器(PLC)的標準方式如(圖1)所示。通過多芯電纜將工廠車間的現場設備連接到配線板(通常位於I/O控製室)的接線端子排。在配線板上,線纜交叉連接,將每台現場設備連接到相應控製器通道的I/O卡。

zhezhongfangfacunzaiguzhangyinhuan。liru,jiaochalianxianshi,nanyigenzongnagenxianshijinxian,nagenxianshichuxian,ruguolianjiebuzhengqueshenzhigenbenmeiyoulianjie,jiuhuifashengcuowu。duiyujishurenyuanhuogongchengshilaishuo,tiaoshiheceshimeigelianxianfeichanghaoshi,zaochengguochengtiaoshiyanqi,daijiabufei。
理論上說,一旦完成調試,係統就應正確運行;但(dan)如(ru)果(guo)係(xi)統(tong)中(zhong)發(fa)生(sheng)未(wei)能(neng)預(yu)見(jian)的(de)故(gu)障(zhang),就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)附(fu)加(jia)問(wen)題(ti)。偶(ou)爾(er)增(zeng)加(jia)新(xin)的(de)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)在(zai)所(suo)難(nan)免(mian)。例(li)如(ru),如(ru)果(guo)將(jiang)某(mou)個(ge)溫(wen)度(du)開(kai)關(guan)改(gai)為(wei)溫(wen)度(du)變(bian)送(song)器(qi),那(na)麼(me)就(jiu)需(xu)要(yao)將(jiang)數(shu)字(zi)輸(shu)入(ru)改(gai)為(wei)模(mo)擬(ni)輸(shu)入(ru)。
更geng糟zao糕gao的de是shi,如ru果guo係xi統tong增zeng加jia新xin的de現xian場chang設she備bei,但dan配pei線xian板ban沒mei有you支zhi持chi新xin設she備bei要yao求qiu的de相xiang應ying類lei型xing的de連lian接jie。這zhe種zhong情qing況kuang下xia,就jiu需xu要yao更geng換huan控kong製zhi器qi,增zeng加jia成cheng本ben、造成項目延期。
電子配線架
傳統的接線板已經逐漸被電子化接線板替代,後者是過程自動化領域信號連接的新方法(圖2)。

開發該技術的目的是防止手動接線造成的人為錯誤,也是在配線板上將I/O設備交叉連接在一起。與接線編組一樣,技術人員將來自現場的多芯電纜連接到配線櫃(位於工廠車間)接線端子的右側。然而,在I/O控製室,不再需要手動將每個接線端子連接到對應的控製器I/O通道,而由係統本身通過電子方式實現。
電子配線的明顯優勢是,無需更改物理接線,I/O設備可根據需要隨時連接到特定的控製器。如果在項目後期,I/O類型發生變化,或者需要增加設備,無需更改已有接線或配線櫃。此外,能夠根據需要為配線櫃增加額外的I/O容量,然後通過電子配線連接到控製器。
電子配線的核心是便攜式主機和可更換模塊或板卡。將相應類型的板卡插入現場I/O設備需要連接的插槽。例如,數字(DI)卡插入到支持溫度開關的插槽。然後將板卡連接到控製器的相應通道。各個控製器通道的功能取決於每個插槽板卡類型(例如DI或DO)。
新型數字I/O
MAX14914的其它重要特性包括低RON (圖3) 和低傳輸延遲,在DI模式下小於2µs (圖4) 。雖然電子配線的靈活性顯而易見,但也存在一定的固有問題。傳統上,工業和過程控製工程師使用術語“數字IO”指代PLC發送和接收的數字信號。然而,這個術語本身不太恰當。PLC上並沒有“數字IO”通道這樣的東西,有的隻是“數字輸入”通道或“數字輸出”通道。所以,如果需要將某個控製器通道從DI改為DO,或者相反,就必須更換通道的物理板卡。此外,DI和DO通道的總數量取決於主機每種類型板卡的數量。這就限定了主機DI通道和DO通道的數量,限製了電子配線的靈活性。


更理想的情況是每個通道可根據需要配置作為DI或DO。現在,使用帶有數字輸入配置的MAX14914 高邊開關,可以實現以上目的。使用MAX14914,PLC可將每個板卡配置作為DI或DO。如果通道的功能發生變化,不需要插拔板卡和重新配置。控製通道可真正設計為“數字IO”,不限製每種通道的數量。唯一的限製是PLC本身能夠處理的通道數量。
總結
本ben設she計ji方fang案an中zhong,我wo們men回hui顧gu了le過guo程cheng自zi動dong化hua係xi統tong的de傳chuan統tong信xin號hao連lian接jie方fang法fa,即ji連lian接jie編bian組zu。討tao論lun了le如ru何he通tong過guo電dian子zi編bian組zu方fang法fa解jie決jue與yu傳chuan統tong方fang法fa相xiang關guan的de問wen題ti。電dian子zi編bian組zu方fang法fa表biao麵mian上shang實shi現xian了le相xiang當dang大da的de改gai進jin,但dan並bing不bu是shi沒mei有you局ju限xian性xing。MAX14914等deng具ju有you數shu字zi輸shu入ru配pei置zhi的de高gao邊bian開kai關guan,將jiang電dian子zi編bian組zu的de靈ling活huo性xing提ti升sheng到dao了le一yi個ge新xin高gao度du。通tong過guo電dian子zi方fang式shi將jiang各ge個ge控kong製zhi器qi通tong道dao配pei置zhi為wei數shu字zi輸shu入ru或huo輸shu出chu,無wu需xu更geng改gai硬ying件jian且qie不bu限xian製zhi可ke使shi用yong的de板ban卡ka類lei型xing,大da大da提ti高gao了le設she計ji靈ling活huo性xing,降jiang低di項xiang目mu調tiao試shi過guo程cheng中zhong可ke能neng發fa生sheng改gai變bian所suo引yin起qi的de成cheng本ben。
● PLC:可編程邏輯控製器
● I/O:輸入/輸出
● DI:數字輸入
● DO:數字輸出
● 接線編組:手動將PLC通道連接到遠程I/O的接線端子
● 電子編組:通過電子方式將PLC通道連接(多路複用)到遠程I/O的接線端子
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