于日本電子工業(yè)尤以器件、電路板等硬件見(jiàn)長(zhǎng),所以在PLC系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)小型化,可以說(shuō)最早就是起源于日本,又由他們來(lái)推動(dòng),并一直樂(lè)此不疲、貫徹至今的。小型化的好處是:節(jié)省空間、安裝靈活、降低成本。
現(xiàn)今日本主要PLC廠(chǎng)商生產(chǎn)的模塊式中、大型PLC,其典型的外形尺寸要比他們?cè)谇耙淮耐?lèi)產(chǎn)品的安裝空間要小50-60%。例如三菱電機(jī)的小Q系列就比AnS系列的安裝空間減少60%。要做到這一點(diǎn),首先需要開(kāi)發(fā)大規(guī)模的專(zhuān)用集成電路芯片(ASIC)來(lái)減少芯片的個(gè)數(shù),并采用球柵陣列(BGA)以保證在同樣封裝尺寸下能提供足夠多的針腳數(shù)。例如,某CPU模塊原來(lái)用了約700個(gè)元器件,通過(guò)開(kāi)發(fā)了12種大規(guī)模的ASIC(采用BG352的針腳封裝)和調(diào)整功能,減少了顯示用的LED和開(kāi)關(guān)等措施,使元器件減少了一半左右。其次,為減少接插件在印刷電路板上所占的空間,要求接插件的針腳間隔足夠小。再次,隨著微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展,印刷電路板上的接線(xiàn)布局可實(shí)現(xiàn)高密度化、多層化和薄型化,大大提高了元器件的安裝率。例如某CPU模塊采用了1毫米厚的基板制成8層電路板。由于采取了以上這些措施,使CPU模塊由3塊印刷電路板變?yōu)?塊,體積減少了70%,小型化得以較完美地實(shí)現(xiàn)。隨著小型化又產(chǎn)生了如何解決小空間的散熱設(shè)計(jì)問(wèn)題:一是要根據(jù)熱分析仿真來(lái)確定元器件的布置安排;二是主要元器件的電源電壓采用3.3V,達(dá)到低功耗的目的;三是考慮了通過(guò)安裝模塊的基板,使模塊所產(chǎn)生的熱量能得到良好散熱的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
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