分布式管理、本地控制：微型PLC的兴起

　　尺寸小、功能强大的plc支持低延迟、分布式控制，可实现过程或组装线的本地控制，所以非常具有吸引力。但微型PLC设计必须解决模拟I/O整合及散热方面的重大技术难题；Maxim开发的微型PLC概念验证设计成功解决了这些难题(图1)。

　　图1.这款微型PLC概念验证设计集成32位微控制器、以太网连接和25路I/O通道。总面积为406，125mm3(23in3)。

　　这款可放在掌中的微型PLC集成了必要的32位微控制器和以太网连接，处理和连接总共25路I/O通道。具体包括：

　　●4路模拟IN和1路模拟OUT通道

　　●8路数字IN和8路数字OUT通道

　　●一个4通道IO-Link模块，连接4个支持IO-Link的传感器

　　我们知道，模拟和分立元件占据了PLCI/O模块电路板空间的50%至70%；我们也知道，任何PLC中的I/O模块都要求大量空间。所以，为了缩减整个PLC系统的尺寸，就要求我们解决模拟I/O的整合挑战。

　　实现微型尺寸的方法之一是使用集成模拟器件，而不是大量甚至数百个分立元件。电路板尺寸减小、功耗降低、可靠性提高。图2所示为八通道串行器(MAX31911)和四通道数据隔离器(MAX14932)，代替了传统设计(左图)中的数十个分立式光耦和数以百计的电阻及电容。这款紧凑的微型PLC方案的I/O通道容量与普通PLC相同。

　　图2.两个芯片的微型PLC概念验证设计代替了数以百计的分立式元件。

　　利用IO-Link通信标准实现普适感测

　　未来的工厂，传感器将无处不在，通过不同的接口连接至网关或直接连接至PLC。传感器将不再仅仅是发送开/关信号，很快将发送丰富的数据。这正是IO-Link协议的用武之地，该协议是工业领域增长最快的传感器通信技术。尽管IO-Link是一项IEC标准，但基于业已确立的3线传感器和执行器连接。

　　从上世纪80年代以来，工业现场总线已经支持智能设备、较快地安装、减少接线，并且更容易维护。然而，唯一、普遍可接收的现场总线的缺失，也引起了混淆、培训挑战、高成本以及设备之间兼容的问题。IO-Link协议是第一个开放、具备现场总线特征、低成本、点对点串行通信标准，广泛用于传感器和执行器通信，已被采纳为国际标准(IEC61131-9)。

　　IO-Link协议全球范围内工业设备标准化，实现相互之间的互操作性。该标准既可直接应用于PLC，也可集成至所有标准现场总线。这种灵活性使其很快成为智能器件通信的事实标准，例如Maxim的SantaCruz光传感器MAXREFDES23#(图3)。

　　图3.SantaCruz光传感器参考设计方框图。

　　IO-Link技术，以及传感器的不断小型化，推动了全工厂内超小尺寸、节能传感器的设计。图4所示为SantaCruzIO-Link颜色传感器。

　　图4.MAXREFDES23#为微小尺寸IO-Link光传感器，集成了6个传感器：环境光(白光)、红光、绿光、蓝光、红外光和温度传感器。全部集成到尺寸为6.5mmx25mm的微小印刷电路板(PCB)上。