文档介绍：深圳稻草人自动化培训 模拟系统发展趋势 PLC 自 20 世纪 70 年代后期进入中国后, 已然经过了三十多年的长足发展。不知正在阅读文章的各位,是否还记得您参与设计的第一款 PLC 电路?现如今, PLC 及 DCS 仍然在工控领域发挥着重大作用, 并且正在朝着模块更小、速度更快、通道密度更高的方向发展。以 PLC 机架插槽的典型 I/O 卡为例,目前常见的 8 通道模块尺寸一般为 90mm × 70mm × ,但在市场需求驱动下,名片大小的产品已经问世。通道密度或数量的增加不仅能提升模块功能, 而且可以增加产品价格竞争力, 自然大受欢迎。但是, 如何降低模块尺寸?如何在满足上述需求的同时解决由此产生的自热问题?如何进行低功耗设计?这些,也都是 PLC 系统设计时面对的实际问题。 ADI 过程控制系列之《工业现场环路供电仪器仪表的四大关键设计环节》一文, 已就现场仪器仪表/ 变送器的设计需求和挑战进行了深入分析,作为该篇文章的姊妹篇,本文将着重关注 PLC/DCS 系统中的模拟输入输出部分的发展趋势。这里会将输入和输出模块区分开来,就其不同的系统要求进行分别探讨,并着重介绍 ADI 能够支持这些要求的最新优势产品和解决方案。多通道全集成模拟输出解决方案模拟输出讲究的是集成、能效和性能。首先,模块尺寸要小。目前,设计人员早已通过在产品设计中选用 040 2 封装电阻电容以及 LFCS P封装 IC, 达到减少电路板尺寸的目的。与此同时, 每个模块的功耗也由曾经的 5W-10W , 发展到了如今的 3W-5W , 未来势必降至更低。在这方面, 一些设计人员通过牺牲设计规格来满足功耗预算, 此法虽然能达到降低功耗的目的,但势必也会导致产品竞争力下降,因此并不推荐。其次,通道密度要增加,由原来的 4 通道、 8 通道增加至现在的 12 甚至 16 通道。众所周知, 空间不变而通道密度增加, 会显著提升模块的环境温度, 在某些情况下, 高达 10 0 摄氏度的系统环境温度并不罕见,而这本身却会对最高 IC 结温造成挑战。而且,通道密度的增加还意味着元件数量以及功耗的增加,这也从另一方面要求设计人员在选择元件时,要尺寸更小、静态电流更低而且效率更高。第三, 速度, 即建立时间要提高, 从而实现工厂自动化。目前, 模拟输出通道建立的时间已经降低至 20 μs ,但依然在向更高效率发展。第四, 工艺安全要求也要提高, 系统要引入安全完整性等级(SIL) 来提高诊断性以及稳定性。 ADI 多年来深耕工业控制领域, 其提供的模拟输出解决方案从最初的“四通道 DAC+ 外部增益放大器”式全分立方案,发展到“四通道 DAC +四个外部驱动器”式半集成方案,再到后来的单通道全集成式解决方案, 以及最新的多通道全集成式解决方案, 其中涉及 AD566x 、 AD5750 、 AD5422 等多款工程师耳熟能详的芯片产品。深圳稻草人自动化培训:工业输出的创新发展历程图1 所示为 ADI 工业输出产品的创新发展历程。以现在的眼光来看,早期的分立设计方案毫无疑问存在很多缺陷: 器件数量过多造成系统复杂、电路板尺寸过大以及成本过高; 多个器件导致误差度随着不同极性系数变化, 从而造成总误差难以计算; 无法提供短路监测/ 保护或任何故障诊断;不包括许多工业控制模块中所必须