MAX14914助你實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字IO!
發(fā)布時間:2019-12-20 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】工業(yè)4.0是現(xiàn)代化工廠環(huán)境一個新的代名詞,由數(shù)十臺網(wǎng)絡(luò)控制器組成,這些網(wǎng)絡(luò)控制器連續(xù)監(jiān)測成百上千傳感器的輸入,例如開關(guān)和位準(zhǔn)檢測器。同時將信號送到相應(yīng)數(shù)量的輸出設(shè)備,例如閥門、電磁閥或電機(jī)驅(qū)動。
本設(shè)計(jì)方案中,我們討論電子配線架,簡化現(xiàn)場線組與控制器連接的過程。然后介紹一種將電子配線架靈活性提升到新高度的創(chuàng)新方案。
配線架
在此之前,將現(xiàn)場I/O設(shè)備連接到可編程邏輯控制器(PLC)的標(biāo)準(zhǔn)方式如(圖1)所示。通過多芯電纜將工廠車間的現(xiàn)場設(shè)備連接到配線板(通常位于I/O控制室)的接線端子排。在配線板上,線纜交叉連接,將每臺現(xiàn)場設(shè)備連接到相應(yīng)控制器通道的I/O卡。
這種方法存在故障隱患。例如,交叉連線時,難以跟蹤哪根線是進(jìn)線,哪根線是出線,如果連接不正確甚至根本沒有連接,就會發(fā)生錯誤。對于技術(shù)人員或工程師來說,調(diào)試和測試每個連線非常耗時,造成過程調(diào)試延期,代價不菲。
理論上說,一旦完成調(diào)試,系統(tǒng)就應(yīng)正確運(yùn)行;但如果系統(tǒng)中發(fā)生未能預(yù)見的故障,就會產(chǎn)生附加問題。偶爾增加新的現(xiàn)場設(shè)備在所難免。例如,如果將某個溫度開關(guān)改為溫度變送器,那么就需要將數(shù)字輸入改為模擬輸入。
更糟糕的是,如果系統(tǒng)增加新的現(xiàn)場設(shè)備,但配線板沒有支持新設(shè)備要求的相應(yīng)類型的連接。這種情況下,就需要更換控制器,增加成本、造成項(xiàng)目延期。
電子配線架
傳統(tǒng)的接線板已經(jīng)逐漸被電子化接線板替代,后者是過程自動化領(lǐng)域信號連接的新方法(圖2)。
開發(fā)該技術(shù)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(shè)備交叉連接在一起。與接線編組一樣,技術(shù)人員將來自現(xiàn)場的多芯電纜連接到配線柜(位于工廠車間)接線端子的右側(cè)。然而,在I/O控制室,不再需要手動將每個接線端子連接到對應(yīng)的控制器I/O通道,而由系統(tǒng)本身通過電子方式實(shí)現(xiàn)。
電子配線的明顯優(yōu)勢是,無需更改物理接線,I/O設(shè)備可根據(jù)需要隨時連接到特定的控制器。如果在項(xiàng)目后期,I/O類型發(fā)生變化,或者需要增加設(shè)備,無需更改已有接線或配線柜。此外,能夠根據(jù)需要為配線柜增加額外的I/O容量,然后通過電子配線連接到控制器。
電子配線的核心是便攜式主機(jī)和可更換模塊或板卡。將相應(yīng)類型的板卡插入現(xiàn)場I/O設(shè)備需要連接的插槽。例如,數(shù)字(DI)卡插入到支持溫度開關(guān)的插槽。然后將板卡連接到控制器的相應(yīng)通道。各個控制器通道的功能取決于每個插槽板卡類型(例如DI或DO)。
新型數(shù)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模式下小于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(tǒng)上,工業(yè)和過程控制工程師使用術(shù)語“數(shù)字IO”指代PLC發(fā)送和接收的數(shù)字信號。然而,這個術(shù)語本身不太恰當(dāng)。PLC上并沒有“數(shù)字IO”通道這樣的東西,有的只是“數(shù)字輸入”通道或“數(shù)字輸出”通道。所以,如果需要將某個控制器通道從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(shù)量取決于主機(jī)每種類型板卡的數(shù)量。這就限定了主機(jī)DI通道和DO通道的數(shù)量,限制了電子配線的靈活性。
更理想的情況是每個通道可根據(jù)需要配置作為DI或DO。現(xiàn)在,使用帶有數(shù)字輸入配置的MAX14914 高邊開關(guān),可以實(shí)現(xiàn)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(fā)生變化,不需要插拔板卡和重新配置??刂仆ǖ揽烧嬲O(shè)計(jì)為“數(shù)字IO”,不限制每種通道的數(shù)量。唯一的限制是PLC本身能夠處理的通道數(shù)量。
總結(jié)
本設(shè)計(jì)方案中,我們回顧了過程自動化系統(tǒng)的傳統(tǒng)信號連接方法,即連接編組。討論了如何通過電子編組方法解決與傳統(tǒng)方法相關(guān)的問題。電子編組方法表面上實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)大的改進(jìn),但并不是沒有局限性。MAX14914等具有數(shù)字輸入配置的高邊開關(guān),將電子編組的靈活性提升到了一個新高度。通過電子方式將各個控制器通道配置為數(shù)字輸入或輸出,無需更改硬件且不限制可使用的板卡類型,大大提高了設(shè)計(jì)靈活性,降低項(xiàng)目調(diào)試過程中可能發(fā)生改變所引起的成本。
● PLC:可編程邏輯控制器
● I/O:輸入/輸出
● DI:數(shù)字輸入
● DO:數(shù)字輸出
● 接線編組:手動將PLC通道連接到遠(yuǎn)程I/O的接線端子
● 電子編組:通過電子方式將PLC通道連接(多路復(fù)用)到遠(yuǎn)程I/O的接線端子
推薦閱讀:
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測試庫獲得德國萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無線開發(fā)平臺引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來更多臺式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號調(diào)節(jié)器, 以推動不斷增長的IO-Link市場
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 數(shù)字驅(qū)動工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會議全公開!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
- 觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車用戶界面
- 用Python自動化雙脈沖測試
- 揭秘電動汽車中直流鏈路電容器的奧秘(上)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調(diào)速開關(guān)
調(diào)諧器
鼎智
動力電池
動力控制
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號
多層PCB
多諧振蕩器
扼流線圈
耳機(jī)
二極管
二極管符號
發(fā)光二極管
防靜電產(chǎn)品
防雷
防水連接器
仿真工具
放大器
分立器件
分頻器
風(fēng)力渦輪機(jī)
風(fēng)能
風(fēng)扇
風(fēng)速風(fēng)向儀