原创《实现真正的数字IO!》
本文是数字相关论文怎么撰写和数字和数字IO和实现有关论文范例。
作者：Maxim Integrated 公司Michael Jackson、Sean Long
配线架
在此之前,将现场I/O 设备连接到可编程逻辑控制器(PLC) 的标准方式如图1 所示.通过多芯电缆将工厂车间的现场设备连接到配线板( 通常位于I/O 控制室) 的接线端子排.在配线板上,线缆交叉连接,将每台现场设备连接到相应控制器通道的I/O 卡.
这种方法存在故障隐患.例如,交叉连线时,难以跟踪哪根线是进线,哪根线是出线,如果连接不正确甚至根本没有连接,就会发生错误.对于技术人员或工程师来说,调试和测试每个连线非常耗时,造成过程调试延期,代价不菲.
理论上说,一旦完成调试,系统就应正确运行；但如果系统中发生未能预见的故障,就会产生附加问题.偶尔增加新的现场设备在所难免.例如,如果将某个温度开关改为温度变送器,那么就需要将数字输入改为模拟输入.更糟糕的是,如果系统增加新的现场设备,但配线板没有支持新设备要求的相应类型的连接.这种情况下,就需要更换控制器,增加成本、造成项目延期.
电子配线架
传统的接线板已经逐渐被电子化接线板替代,后者是过程自动化领域信号连接的新方法( 图2).
开发该技术的目的是防止手动接线造成的人为错误,也是在配线板上将I/O 设备交叉连接在一起.与接线 编组一样,技术人员将来自现场的多芯电缆连接到配线柜( 位于工厂车间) 接线端子的右侧.然而,在I/O 控制室,不再需要手动将每个接线端子连接到对应的控制器I/O 通道,而由系统本身通过电子方式实现.
电子配线的明显优势是,无需更改物理接线,I/O 设备可根据需要随时连接到特定的控制器.如果在项目后期,I/O 类型发生变化,或者需要增加设备,无需更改已有接线或配线柜.此外,能够根据需要为配线柜增加额外的I/O 容量,然后通过电子配线连接到控制器.
电子配线的核心是便携式主机和可更换模块或板卡.将相应类型的板卡插入现场I/O 设备需要连接的插槽.例如,数字(DI) 卡插入到支持温度开关的插槽.然后将板卡连接到控制器的相应通道.各个控制器通道的功能取决于每个插槽板卡类型( 例如DI 或DO).
新型数字I/O
MAX14914 的其它重要特性包括低RON ( 图3) 和低传输延迟,在DI 模式下小于2μs ( 图4) .虽然电子配线的灵活性显而易见,但也存在一定的固有问题.传统上,工业和过程控制工程师使用术语“数字IO”指代PLC 发送和接收的数字信号.然而,这个术语本身不太恰当.PLC 上并没有“数字IO”通道这样的东西,有的只是“数字输入”通道或“数字输出”通道.所以,如果需要将某个控制器通道从DI 改为DO,或者相反,就必须更换通道的物理板卡.此外,DI 和DO 通道的总数量取决于主机每种类型板卡的数量.这就限定了主机DI 通道和DO 通道的数量,限制了电子配线的灵活性.
更理想的情况是每个通道可根据需要配置作为DI 或DO.现在,使用带有数字输入配置的MAX14914 高边开关,可以实现以上目的.使用MAX14914,PLC 可将每个板卡配置作为DI 或DO.
如果通道的功能发生变化,不需要插拔板卡和重新配置.控制通道可真正设计为“数字IO”,不限制每种通道的数量.唯一的限制是PLC 本身能够处理的通道数量.
总结
本设计方案中,回顾了过程自动化系统的传统信号连接方法,即连接编组.讨论了如何通过电子编组方法解决与传统方法相关的问题.电子编组方法表面上实现了相当大的改进,但并不是没有局限性.MAX14914 等具有数字输入配置的高边开关,将电子编组的灵活性提升到了一个新高度.通过电子方式将各个控制器通道配置为数字输入或输出,无需更改硬件且不限制可使用的板卡类型,大大提高了设计灵活性,降低项目调试过程中可能发生改变所引起的成本.
作者简介
Michael Jackson 拥有20 多年的模拟IC 设计经验,同时也在爱尔兰的高威梅理工学院教授电子和计算机课程；他毕业于爱尔兰都柏林城市大学,获MSEE 学位.
数字论文参考资料：
综上而言：本文是一篇关于对写作数字和数字IO和实现论文范文与课题研究的大学硕士、数字本科毕业论文数字论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料有帮助。
