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请问王老师，PLC的AD模块设计时须注意的事项

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日期：2006-3-29 1:04:37     来源：   作者： 点击：
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请问王老师，PLC的AD模块设计时须注意的事项
王老师你好：    
    我是做毕业设计,方向是远程控制,看到AB的Contrologix上都有以太网接口，于是就萌发出做一个带以太网口的PLC，赶紧毕业走人。现在大学流行用ARM，ARM扩个IO，上个8019芯片都很容易（开发板的原理图上都有），而且这个东西也可以很方便下载程序（通过以太网口，或串口）这样感觉选它还多工作量就完成了。自己在设计的就是一个IO板（电源板我不会设计，变压器不会算，所以就直接上开关电源，到时能演示骗骗老师就行了）。在留上几个SLOT，可以插上模拟量模块，运动控制模块。
    但真正动手设计起来大堆的问题就来了。
    (1) 大型的PLC能扩上上万点的IO，什么样的扩展方案好呢，看了FX0N的IO板上面有个 富士的MB622E48的PLD，估计是这个东东里面的东西起作用了，我可不会啊！也没用过CPLD或FPGA，就只能用HC138扩了几组读写IO。这个地方想请王老师讲一下。
    (2)看到现在的PLC功能原来越强，AB的ControLogix能运动控制，可以和PMAC媲美，三菱松下的也有运动控制模块，我也想留个接口，如果有时间的话可以上个DSP给伺服发发脉冲，但是不知道流什么样的接口，我想16根数据总线肯定是要的，在留上几根中断线，但怎么实现呢，两个CPU之间怎么通讯和协调呢！想不出来，也看不到。松下的FP4都打磨掉了也看不出来啊！请王老师指点
    (3)模拟量模块的设计也有点不明白，选用什么样的AD DA呢！要抗干扰，前置滤波电路怎么设计，这个都没有参考，用并行的还是串行的？感觉因该使用并行的吧（因为AD模块哪个槽都可以插的）
    (4) PLC这个东西抗干扰能力很强，看了FX0N的怎么就是看不出来呢！IO板式两层的，TLP120的输入光耦好像有几组光耦输出的地方反向并联了二极管，还有几组没有，输出上拉电阻有个有异，有几组是7.5K还有390K的（难道看错了）然后2083功率放大驱动10只NY24W-K继电器，板上电源用线条了一下。还是想请王老师解释讲解一下怎么抗干扰。
以下是对《请问王老师，PLC的AD模块设计时须注意的事项》的回复： 共有5人回复
匿名回复：
    第一题：
答：大型PLC扩上万点并不是在本地扩展可以达到这么多，而是通过现场总线或网络扩展，本地一般只能接三到四个扩展底板，一个底板最长的也就是16个模块（东芝的PLC）每个模块一般最多32个点，所以本地根本无法扩展这么多，只能通过网络来扩，
一般PLC的地址分为三到四级，第一级是站地址，第二级是板号，第三级是模块地址，第四级是模块上的变量地址。每一级的地址都不用很大就可以构成一个很大的系统。实际上万点的应用一般会分成几个或几十个PLC来完成对应的任务，这样可靠性和实时性都合理一些，大型PLC标称的最大容量20万点，多是包含了内部点，不是说外部IO可以达到这么多。
你说的FX0N是小型PLC，日本厂商多用CPLD做扩展接口，进行地址译码和移位，这样可以解决自动识别的问题。其实你要做得简单用数字电路也可以做，只是芯片要得比较多。最简单的就是138译码，当然每过一级模块要把地址右移一位。
问题2：
答：如果是低速的运控，比方说PLC内带的10K左右的都可以用软件来实现，但如果是中高速的如50K以上的多要用FPGA或专用芯片来实现，如果你需要做插补则最好用一块独立的处理器（可以是DSP或都其它CPU）来运算，这样主控CPU就可能发一些更高级的指令给运控CPU执行。双CPU的协调有很多种方式，可以参见多处理器分布式结构的原理书，简单说可以是双口RAM、共享内存、主从结构、串行通信、并行通信等几种方式，如果用到了双CPU多会用前面的两种，其中双口RAM的方式成本要高但性能最好，是真正并行异步的。
无论是那种方式都要考虑变量的一致性和完整性，而且不能有死锁的情况。需要定义一个比较完整的接口协议。
问题3：
答：如果做工控的低速信号，如温度可以选∑△的AD转换器，如是高速信号，可以选逐次比较型，至于说位数可以根据你的要求选，常规工控常见的是12和16的．
ＤＡ的选择更简单一些，因为处理没那么多．只是如果要考虑电流输出需要在设计上多用点心．
这种电路的参考相当多，大多设计都大同小异，你们学校的图书管应该很多．
现在大多用串行的，但如果你的扩展模块没有ＣＰＵ则最好用并行的．
问题４：
你说的ＦＸ０Ｎ上面的输入输出各组之间的区别其实是用途不一样，其中有几组可以用于高速计数和脉冲输出，这几组的电路和其它的普通型号的不同，那么你可能会用为什么不都做成高速接口？
原因是滤波的时间系数不样，高速接口的抗干扰能力较弱．不过你说的7.5K与390Ｋ应该是你看花眼了，请细看，最好量一下
抗干扰不是一句话可以说完的，这需要很多理论的指导还需要更多的实验证明．这可以买一本好一点的电磁兼容原理看一看，当然国内并没有一本这方面的好书，大多是抄的，而且对电子产品的电磁兼容讲得太少．关键地方一般是一句带过．这只能依靠自己去总结了，因为电磁兼容经常从左说左有理从右说右有理，最重要的还是要从原理方面想通，并需要有很好的想像力，就像你是一个守卫，而干扰则是你的敌人，干扰是可以从各种不同的渠道对你的设计进行侵犯，所以均衡的设计才是最理想的．





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