GE IC200ALG260

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自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器取代传统继电器控制装置以来，PLC快速发展在世界各地得到了广泛应用。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓，但在中国等发展中国家的增长十分迅速，2017年PLC市场在取得16.6%的增长。

　　与此同时，PLC的功能也不断完善，随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，如今PLC不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图像显示的发展，使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。如何灵活配置PLC真正实现工业互联智能化的背后支撑，本文以高性能模拟技术提供商ADI公司的PLC解决方案举例，说明如何借助ADI公司的放大器、数据转换、信号处理和电源技术以及专业经验，实现高分辨率、低噪声的工业PLC系统。

工业PLC系统设计考虑和主要挑战

　　通常而言，PLC系统由电源、CPU和多个模拟及数字I/O模块组成，可控制、执行和监控复杂的机器变量。PLC设计用于多输入和输出配置，具有扩展的温度范围、电噪声抑制性能、抗震性和抗冲击能力。PLC系统包括电源、控制和通信模块以及多种模拟输入、模拟输出、数字输入和数字输出模块。为了获得合适的PLC系统设计，设计人员必须考虑许多不同的系统要求，包括精度、带宽和输入范围等。此外，还需要考虑以下系统因素：

　　1、对于TC (热电偶)和RTD，模拟输入类型和范围可低至±10 mV;对于执行器控制器可高至±10 V—或者过程控制系统中的4 mA至20 mA电流。

　　2、模拟输出类型和范围通常包括±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，有时需要超量程能力。

　　3、输入/输出模块分辨率和精度的典型范围为12位至16位，工业温度范围内的精度为0.1%。

　　4、与不同现场总线连接。

　　5、隔离;系统电源模块和低功耗电子器件之间;输入和输出之间;I/O和*控制单元之间;隔离等级范围为1 kV至2.5 kV。

　　6、模拟输入/输出和电源输入保护：故障条件电压或电流和EMC考虑因素，包括电涌、快速脉冲瞬变和ESD。

　　7、随着电路板尺寸的减小，功效比、热管理和散热将成为小型化器件一个日益重要的问题。

　　另外，更多的通道或节点需要置于相同的空间中，因而要求采用高密度系统，必须减小器件尺寸。这意味着外壳更小，从而带来电源管理和散热难题，因此需要通过集成动态电源控制实现智能电源管理的解决方案。