川土微电子CA-IS398X在PLC领域中的应用

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伴随着《中国制造2025》规划和“工业4.0”战略的推出,工业智能化和数字化在工业控制(如PLC、工业数据采集、CNC控制等)领域的地位愈发重要。本文以工业PLC为例,为大家分享川土微电子CA-IS398X数字输入接收器的应用案例。

PLC为可编程控制器,它采用可编程存储器存储,执行运算、顺序控制、定时计数等操作指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。还可以与其他计算机、人机接口,或云端通信联网,实现信息交互。

单片机

从PLC框图可以看出,它包含控制器和存储模块、模拟量、数字量输入输出模块、通信模块、供电模块等。

本文将聚焦数字输入模块,重点探讨该模块设计的基本要求和方案演进。从传统的整流桥加光耦的分立方案,演变成隔离式数字输入接收器的集成方案。

众所周知,数字输入模块应具备两个基本功能:输入信号调理和信号隔离。

单片机

关于输入信号调理:如上图所示,IEC61131-2 规定了数字输入的三种类型 Type1,2,3。Type1信号包含两线式继电器、按钮、开关(Relay, Button, Switch)等。Type2、Type 3信号包含传感器、接近开关等,其中,type3的功率更低。针对以上类型的信号,通过分压电阻,将信号的幅值进行调理。另外现场测的该部分信号可能是源型、漏型或混合型输出,需要整流桥将信号调理成单向的直流信号。

单片机

关于信号隔离:隔离用以满足安规要求或降低接地环路噪声等。信号隔离一般有三种方法:电容隔离、光耦隔离和磁隔离。电容隔离相对光耦和磁隔离技术具有更高的可靠性,体现在寿命长、耐压和共模瞬态抑制比高,同时具有较小的电磁辐射、低传输延迟和低功耗等。在PLC应用场景下具有很大优势。

川土微电子 CA-IS398X 8 通道隔离式数字输入接收器系列产品,集成整流电路和电容隔离电路,可作为二极管整流和光耦隔离分立方案的完美替代。

该产品具有以下特性:

1、 单芯片集成8个通道,极大的节省了系统的功耗和PCB布板面积;

2、 集成整流桥和信号调理,可以支持来自现场侧继电器、开关、按钮等输出的正、负电压信号;

3、 采用容隔方案,继承电容隔离的所有优势;

4、 可选带SPI芯片,通过菊花链连接,控制器仅需一路SPI接口,即可接收多路数字输入信号;

5、 可调去抖滤波器,可以针对不同的现场侧输入信号配置最佳的去抖动效果。

审核编辑:符乾江

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