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歐姆龍
自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC快速發(fā)展在世界各地得到了廣泛應用。隨著工廠自動化程度的不斷提高和PLC市場容量基數(shù)的不斷擴大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達國家的增長速度放緩，但在中國等發(fā)展中國家的增長十分迅速，2017年PLC市場在全球取得16.6%的增長。
與此同時，PLC的功能也不斷完善，隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，如今PLC不僅控制功能增強，功耗和體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測更為靈活方便，而且隨著遠程I/O和通信網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)處理以及圖像顯示的發(fā)展，使PLC向用于連續(xù)生產(chǎn)過程控制的方向發(fā)展，成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的一大支柱。如何靈活配置PLC真正實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)智能化的背后支撐，本文以高性能模擬技術提供商ADI公司的PLC解決方案舉例，說明如何借助ADI公司的放大器、數(shù)據(jù)轉換、信號處理和電源技術以及專業(yè)經(jīng)驗，實現(xiàn)高分辨率、低噪聲的工業(yè)PLC系統(tǒng)。
工業(yè)PLC系統(tǒng)設計考慮和主要挑戰(zhàn)
通常而言，PLC系統(tǒng)由電源、CPU和多個模擬及數(shù)字I/O模塊組成，可控制、執(zhí)行和監(jiān)控復雜的機器變量。PLC設計用于多輸入和輸出配置，具有擴展的溫度范圍、卓越的電噪聲抑制性能、抗震性和抗沖擊能力。PLC系統(tǒng)包括電源、控制和通信模塊以及多種模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入和數(shù)字輸出模塊。為了獲得合適的PLC系統(tǒng)設計，設計人員必須考慮許多不同的系統(tǒng)要求，包括精度、帶寬和輸入范圍等。此外，還需要考慮以下系統(tǒng)因素：
1、對于TC (熱電偶)和RTD，模擬輸入類型和范圍可低至±10 mV;對于執(zhí)行器控制器可高至±10 V—或者過程控制系統(tǒng)中的4 mA至20 mA電流。
2、模擬輸出類型和范圍通常包括±5 V、±10 V、0 V至5 V、0 V至10 V、4 mA至20 mA和0 mA至20 mA，有時需要超量程能力。
3、輸入/輸出模塊分辨率和精度的典型范圍為12位至16位，工業(yè)溫度范圍內的精度為0.1%。
4、與不同現(xiàn)場總線連接。
5、隔離;系統(tǒng)電源模塊和低功耗電子器件之間;輸入和輸出之間;I/O和中央控制單元之間;隔離等級范圍為1 kV至2.5 kV。
6、模擬輸入/輸出和電源輸入保護：故障條件電壓或電流和EMC考慮因素，包括電涌、快速脈沖瞬變和ESD。
7、隨著電路板尺寸的減小，功效比、熱管理和散熱將成為小型化器件一個日益重要的問題。
另外，更多的通道或節(jié)點需要置于相同的空間中，因而要求采用高密度系統(tǒng)，必須減小器件尺寸。這意味著外殼更小，從而帶來電源管理和散熱難題，因此需要通過集成動態(tài)電源控制實現(xiàn)智能電源管理的解決方案。
PLC應用系統(tǒng)典型的信號鏈設計
高集成度高靈活性的PLC系統(tǒng)應該這樣設計
以前實現(xiàn)這類I/O系統(tǒng)需要大量高性能分離式元件，由此產(chǎn)生的是龐大且昂貴的系統(tǒng)。近來，集成技術的進步使得系統(tǒng)設計人員能夠采用尺寸更小、功耗更低、成本更低的解決方案，
其性能與那些大型系統(tǒng)不相上下。持續(xù)的技術進步要求既能不斷促進這些解決方案集成，同時還提高其性能和診斷能力。ADI公司提供面向市場定制的解決方案，以便簡化設計過程。這些解決方案采用業(yè)界領先技術，并提供眾多設計選項，從采用分立器件的實施方案到全集成式解決方案應有盡有。
此外，目前很多傳統(tǒng)工業(yè)自動化或者過程控制系統(tǒng)，其物理層的實現(xiàn)擁有大量的I/O的接口，包括了模擬和數(shù)字的輸入輸出。I/O單元實際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件，它是直接連接現(xiàn)場儀表和整個控制單元當中的紐帶。而一旦客戶新增需求或者設備替換生產(chǎn)數(shù)字或者系統(tǒng)發(fā)生變化，大量的I/O接口就需要整體調整或遷移，整個工作繁瑣且耗時耗力。針對整個模塊量輸入模塊，ADI新推出的AD411X(AD4111，AD4112)系列產(chǎn)品，集成了多重保護功能，同時提供相應的電源解決方案。在應用過程中，基本上是24V輸入、5V輸出的電源架構。AD411X產(chǎn)品每個通道都可以任意地定義為數(shù)字量的輸入輸出，或者模擬量的輸入輸出，所以把它叫做軟件定義I/O。
IC660TSA100 Terminal Assembly for IC660BBA100
IC697CHS783 Integrators Rack, 17 Slots, Front Mount
IC758URM100 iGlobalCare Complete 21+ Users: DataViews for Unix/Linux
FlexLogix System 1794-L34 FLEX LOGIX PROCESSOR, 512KBYTES USER MEMORY
PLC-5/1771 System 1771-M1 STEPPER MOTOR CONTROLLER MODULE
Industrial Computers 6186-M15SSTR VERSAVIEW 15 INCH MONITOR, RESISTIVE TOUCH SCREEN
Communications 1784-PCM6 1784-PCMK DH+COMMUNICATION CABLE(8 PIN DIN)
Operator Interface 2711P-RFK6 REPLACEMENT FUNCTION KEY LEGEND STRIPS.
Support 9355-WABFRS SUPT RENEWAL CONTRACT FOR 9355WABFR
Support 9354-HD201R 9354-HD201 SOFTWARE SUPPORT REINSTATEMENT
ControlNet Products 1784-KTCX15 CONTROLNET(1.5 ONLY)ISA/EISA BUS
RSI Software Products 9301-2SE2400JPU2 RSVIEW32 WORKS 300-32K UPGRADE IN-SUPT (JP)
RSI Software Products 9355-WABOEU2R UPGRADE: OUT-SUPT: 9351WKTS TO RSLINX OEM CD
Motion Control MPL-A320P-MK24AA MOTOR,SERVO,2.94 NM,5000RPM,MULTI,230V,BRK,5.1KG
Motion Control 2090-U3CC-D4409 CABLE,CONTROLLER INTERFACE,ULTRA 3000,CN1,9M
CBL-128 Cable.GE Series 90 (SNP Port) (RS-422)
IC600CR610RR 13" Series Six Plus CPU Rack w/o Power Supply (8 Slots)
IC800SDM250M2XE25 2500W, 230V S-Series Servo Motor, 104 in-lb (11.8 Nm), Brake
OC647IFESGRN00075M iFIX Optn: ESig & ERec 75 I/O Runtime (M4 Part)
20AD034A3AYYANC0 PowerFlex 70 AC Drive 34 A at 25 Hp 20A
20DC500A0ENNBNANE PowerFlex 700S AC Drive 500 A 250 kW 20D
20LC650N0ENNENA0EA PowerFlex 700L AC Drive 20L
26206-005-01-R 3-CONDUCTOR POWER SUPPLY CORD
280-PWRM22D-M2 ArmorConnect 3-PH Power Media drop cable
FX2N-32ET 擴展16入/16出 晶體管輸出
6ES7 390-1AF30-0AA0 導軌,530mm
DAQPad-6508
MIC-2630
DONJIN D320/640E1-PCI
M-845EG（EA）
IMBA-880
Orbot-NAIO-2-N-NAIO-REV-H
MP-323 1394A卡 L-FW323-06
1492-SPM3B060 MCB Supplementary Protector 6 A
軟啟動器 3RW40272BB04
AD641WKS308 ECLiPS Workshop Software - demonstration software
GC646QDA001 Proficy GlobalCare Complete for QuickDesigner - single user
HE800CBL119 I/O Extension Cable, 19-pin, 1.0m. For use in conjunction with TRM519
IC640HWP770 CIMPLICITY 70 Software/Hardware Package (S/W, Cables & Docum.)
IC647HSTSSEO30KM eSignature Option for Historian - Standard Server 30000 Points (M4 Key)
IC660BPM500 Hand-Held Monitor Battery Pack
IC695CPU315CA RX3I 1GHZ CPU W/2 SER PORTS CONF COAT
IC756WET200J-99 Custom Datasource Toolkit, Japanese, Version 9.9
CompactLogix System 1769-RTBN18 REPLACEMENT 18 PIN NEMA TERMINAL BLOCK (1 PER KIT)
PLC-5/1771 System D1771-6.5.2 ANALOG INPUT SYSTEM(CAT.NO.1771-IFE)USER'S MANUAL
Process Control 1757-PLXCPE1600 PROCESSLOGIX SERVER DELL PE 1600
Operator Interface 2711P-K7C4B2 PV PLUS 700, KEYPAD, ENET, AC PS, EXT MEM
Support 6556-SPAKSR SUPPORT REINSTATEMENT CONTRACT FOR 6556-SPAKS
Support 8100-HS110S SUPT RENEWAL CONTRACT FOR 8100HS110
Support F1785-L11BSERB FIRMWARE UPGRADE FOR 1785-L11B PLC5 PROCESSOR MODU
RSI Software Products 9301-2SE2203ITE RSVIEW32 WORKS 300 WITH RSLINX (ITALIAN)
RSI Software Products 9701-VWSB025DEU1 RSV SE STATION 25- SE SRV 25 DISP+CLIENT
RSI Software Products 9399-FW5DDGR RSLOGIX FRAMEWORKS DIAGRAM DEV. GET'G RESULTS GUID
Motion Control 2098-DSD-075-DN DRIVE, 35A/75A, ULTRA3000 W/DEVICENET
BC5008TAW0000 18 Inch Inbligence Industrial Computer - Bundled - Standard Series - w/ Windows 2000
IC300DAC106 14-bit, 4-channel Analog Output, 0-20mA Sourcing
IC752ECD500 Display Station 1492 - 14" XGA (1024x768) resistive touch screen, Pentium 133, 32MB, 2 Gig hard drive, expansion slots, Ethernet, with CIMPLICITY HMI and Win 95
MTR-3S45-G-R-B-C-SRR Servo Motor Nema56C 24V Brake, Seal
ZA06B-6093-H401 External regeneration resistor rated 30 ohm 20 Watt for Beta series amplifiers
20BF142A0AYNANC0 PowerFlex 700 AC Drive 20B
