MAX15500在可编程逻辑控制器中的应用

Maxim应用工程师 高峰

随着现代电子计算机技术的发展，可编程逻辑控制器由最初主要用于汽车制造成为自动化控制领域的一种工业控制趋势，这主要得益于可编程逻辑控制在控制系统中能够有效节约时间、降低生产成本以及简化系统设计。

基本的可编程逻辑控制器模块由4部分组成：CPU、存储器、输入/输出端口以及电源。PLC必须能够灵活配置以满足不同工厂以及不同的应用要求，输入端口可接收来自外部传感器、机器以及处理事件的电压或电流信号，然后将该信号转换为CPU可识别的信号，CPU接收到信号后进行处理，然后产生一系列的控制指令，这些指令通过输出端口输出(数字信号/模拟信号)，对受控设备进行控制。下面针对PLC的模拟输出进行讨论。

PLC的模拟输出

可编程逻辑控制器（PLC）的模拟输出模块接收来自微控制器的命令并将其转换为模拟信号，对外部的电机、阀门以及继电器等进行控制。微控制输出命令一般为数字量，须通过DAC将其转换为模拟的电压或电流，然后通过信号调理器输出进行控制。

信号调理器的输出可以是电压信号，也可以是电流信号，电压输出一般应用于传输距离较短，控制方式较为简单的应用中，传输距离一般在几米之内。这是因为电压信号容易受到外部的干扰，而且长线传输的时候，由于线缆的电阻影响，会影响测量或者控制的精度。因此，目前在远距离传输中都是采用4mA~20mA的电流环传输。4mA~20mA的电流环除了能够支持远距离传输外，还具有较强的抗干扰性能，另外，HART协议采用在4mA~20mA的电流环上携带附加的数字信息，因此可以符合HART协议的标准。

4mA~20mA电流环一般情况下可提供0mA~24mA的电流范围，0mA~4mA以及20mA~24mA通常用于诊断和系统校准，如果检测到电流小于4mA，可以判断出负载端开路，同样，如果检测到电流大于20mA，可以得出负载端短路的诊断信息，然后系统根据要求进行下一步的维护。

由于模拟输出通常是通过长电缆或者短电缆与现场设备进行连接，因此输出模块必须具有保护功能以使系统免受ESD、RFI、EMI的干扰。另外，由于现场电缆容易受运动和振动的影响，特别容易造成开路或者与其他的导体短路，因此输出模块还必须具有信号监视的功能，能够在线缆完全失效之前的间歇故障期间，对这些故障进行检测和报告，这些失效检测可提高工作可靠性，使工厂停工时间最短。

Maxim公司最新推出的模拟输出调理器MAX15500适合用于PLC的模拟输出以及分布式I/O中，该器件具有可编程的电压/电流输出且具有超量程的驱动能力。多种故障检测为PLC的模拟输出提供安全保证，而且该器件还符合HART的通讯协议。

MAX15500工作原理
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