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使PLC的设计实现更高的效率和生产力

2014-06-12 09:43
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  作者:Mulong Gao 

高级工程师,Maxim Integrated

  引言

  增强生产力和效率——这些都是现在的所谓工业4.0或智能制造(SM)的焦点

  1,工厂被鼓励“将工厂运营效率提高10%(损耗/单位产品)”。

  2,以较少的能源、水及其它自然资源产出更多产品。有人认为,这是满足全球不断增长的需求的唯一途径。

  3,规划工业4.0的目的是“连续提高整个价值链中的资源生产力和效率”。

  4,为了使“产出最大化...重点就要提高资源生产力...和资源效率。

  ”所以,许多文献和报告一致赞成如下主题:21世纪的制造工厂必须优化系统生产力和效率,以20世纪生产相同产品所需的相同或更低成本生产更大量的产品。

  现代自动化工厂大都通过电子和信息技术来提高生产力,特别是可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS),已成为现代工厂中无处不在的众多神经系统的中枢控制。我们将工厂中广泛分布并受控于相同PLC和DCS的每个模块、子系统或元件称为“神经系统”。您任何时候提高这些子系统的生产力和效率时,都将对整个工厂的运营产生积极影响。

  本文介绍如何使PLC的设计和实现达到更高的效率和生产力,也讨论了预期——满足将来不断增长的生产需要的系统的预期。本文介绍一款优异的子系统参考设计Alameda,该参考设计利用高效率的反激式变换器的电源提供四路高效、极高精度模拟输出。通过部署Alameda,自动化工厂将立即看到其PLC系统生产力的大飞跃,提前满足将来SM工厂的效率要求。

  四路模拟输出,无常见噪声

  过去,PLC和DCS的模拟输出参考系统专注于模拟性能;更高的效率和系统生产力往往被忽略。如果某个设计者试图通过集成电源来提高系统效率,则仍然需要解决系统噪声问题。

  现在,有一种途径既可实现四路高精度模拟输出又可以解决噪声问题:Alameda (MAXREFDES24#) 4通道模拟输出子系统参考设计(图1)。Alameda具有四路高精度(<±0.1%)的灵活模拟输出、一个高效率电隔离电源,以及自动故障检测和过热保护。完备的硬件和固件设计文件以及实验室测量数据,能够帮助快速设计原型及开发。

使PLC的设计实现更高的效率和生产力

  图1. Alameda子系统设计方框图

  元件数量较少,具有更大通用性

  高度集成是这里的关键,集成提高了通用性、避免了噪声问题,并且减少了器件数量。我们首先了解一下硬件(图2)。

使PLC的设计实现更高的效率和生产力

  图2. Alameda参考设计电路板(MAXREFDES24#)。

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