在ASPENCORE在深圳电子智能制造展（EIMS）同期举办的“深圳国际工业4.0技术与应用峰会”上，意法半导体策略市场经理冯国柱分享了“工业自动化中的PLC方案”主题演讲，内容包括五个部分：PLC系统架构、数字输入/输出模块、模拟输入/输出模块、CPU和HMI解决方案、直流电源线输入和输出模块。
据冯国柱介绍，PLC在工业自动化里是非常重要的部分。它对现场的传感器信号进行收集，传输给工业网络，然后通过CPU传输给后台，进行现场的过程控制。这其中涉及一些关键的CPU模块、IO模块，未来也会出现一些新的发展趋势。
PLC方案当中通常包含很多模块，它们装在导轨上，通过总线连接，并通过IO来采集现场的控制信号。其中通常包含CPU模块、数字输出输入模块、模拟输入输出模块，以及电源模块。
除了MCU，ST还可以提供隔离方案、电源方案、传感器、放大器、ADC以及RS-485和RS-232等各种接口等等。
下面来具体看下一个简单的全集成小型化PLC模块方案。
”除了MCU以外，我们还可以提供电源。从24V总线上的电源到DC-DC，以及LDO。还有一些隔离方案，以及ADC，还有模拟、数字输入方案，是全集成的。数字输出ISO8200，集成了隔离器和输出的驱动。还有IO-Link收发器，包括L6360，IO-LINK将会用得越来越多，这是现场的一个发展趋势。RS-485、RS-232，以及温度传感器等，我们也都可以提供。”冯国柱介绍说。
在数字IO模块中，ST有一些关键器件。除了MCU以外，还有全集成的数字输入系列产品CLT03-2Q3，它可以实现多路输入。通过SPI输出，直接接到MCU，就可以把24V信号直接输入到MCU。ISO8200内部集成的隔离器还可以带数字输出驱动，同时带有诊断方案，下文将会详细介绍它的功能。
数字输入模块CLT03-2Q3可以实现输入电流的转接，它把24V的信号电平转化成普通的TTL电平。
下面是它的内部框架，它内部集成了很多保护功能，包括限流、电平转换，最后转成SPI的输出，直接传给MCU。
同时它还提供电流检测，包括TSC210、212、213等电流检测方案。可以直接接到24V总线上，通过一些方案把电流信号转换成微弱的电压信号，然后放大，再通过MCU（ADC）进行采样处理。这样就可以检测到现场电流的大小，进行一些控制和保护。
ST还提供eFuse（电子保险丝），起到限流作用。当电流过大时它会主动关断，当电流恢复时它会进行延迟打开。
数字输出方案里一般会用到隔离器，进行电平信号的隔离，再通过一些驱动和输出保护电路，最后进行输出。下图是其传统的构架。
ST所提供的方案这个传统构架集成到了一个芯片里。具体选型如下图所示。
IPS4260是其中一个典型例子。它集成了4路输出，通过4路并行的逻辑电平进行控制。内部集成了欠压保护、开路检测、限流检测、输出钳位、温度检测。另外它非常智能，可以帮助实现工业4.0的需求。
ISO8200是一个高边驱动。用户可以通过自己的MCU或者CPU的接口方案选择输出接口。8路输出完全独立，并带有各种保护功能，比如欠压锁定、限流保护、过温保护。ST还可以提供2种封装，用户可根据体积要求或并口输入进行选用。
模拟IO模块如下图所示。ST在PLC的模拟输入输出部分，除了完整的电源方案以外，还可以提供完整的模拟输入链。可以提供包括宽电源36V的运放以及高精度的运放。ADC是12位多路采样。采样通路提供隔离器进行现场电位隔离，然后传给MCU，再经过格式转换，通过通信接口，就可以传给CPU模块或者工业电脑。这样就实现了远程的过程控制。当然，ST还可以提供各种电源保护方案，包括ESD保护方案等。
下面来看CPU模块以及相关的HMI人机交互界面。CPU是PLC系统的核心，它通常收集现场的传输信息，通过编程实现现场的逻辑控制。
HMI通常包含屏幕，可能需要使用性能稍高的处理器。下面是其相关的一些方案。ST在外部也可以提供完整的电源解决方案、温度传感器、MCU监控、USB保护、RS-485/232，以及各种驱动。
最后看下DC电源线的方案。用户需要不同的电平、不同的电压，例如24V的电平。另外还需要对其提供隔离和保护，eFuse可以实现自恢复，这对于现场无人化的过程控制就非常有用，这样自动化程度会更高……另外，ST的电源产品，包括DC-DC和LDO等，也非常全面。
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