数字输出什么意思（数字输入和数字输出）

当您听到工业4.0 时，您是否会想到机器人在工厂忙碌工作、在仓库拣选和包装产品或制造汽车？事实上，工业4.0 定义了现代工厂环境。它由数十个网络控制器组成，持续监控来自数百甚至数千个传感器（例如开关和液位检测器）的输入。同时，信号被发送到类似数量的输出设备，例如阀门、螺线管或电机驱动器。电子分组简化了将这组扩展现场接线连接回控制器的过程。然而，问题仍然可能发生。让我们看看这些问题是如何发生的，并向您展示一种快速、简单的方法来解决问题（如果发生）。

有线分组会造成路由复杂性

直到最近，将现场I/O 设备连接到可编程逻辑控制器(PLC) 的标准方法一直是通过传统的有线分组，如图2 所示。多芯电缆将工厂车间现场设备的电线连接到终端编组面板上的块，通常位于I/O 室。这里，接线是交叉分组的，以便每个现场设备都连接到相应控制器通道的I/O卡。

图2. 有线分组

这种方法可能会导致问题。例如，在交叉编组期间，可能很难跟踪电线的来源和去向，如果电线连接不正确或根本没有连接，就会导致错误。对于技术人员和工程师来说，调试和测试每个连接可能既费时又费力，可能会在调试新流程时造成代价高昂的延误。理论上，一旦调试完成，系统应该可以正常运行，但如果项目后期需要进行不可预见的更改，则可能会出现其他问题。有时可能需要添加新的现场设备。例如，如果将温度开关改为温度变送器，则需要将数字输入更改为模拟输入。如果将新的现场设备添加到系统中，但编组面板没有足够的所需类型的备用连接来容纳它们，则可能会出现更糟糕的情况。在这种情况下，需要更换控制器，这会增加额外的成本并延迟项目。

电子分组：信号路由的新方法

有线编组逐渐被电子编组所取代，电子编组是过程自动化中信号路由的一种新方法（图3）。

图3.电子布线。

电子编组技术的开发是为了防止与有线编组的手动元素相关的人为错误，即编组面板上I/O 设备的交叉连接。与有线编组一样，来自现场的多芯电缆由工厂车间的技术人员布线到编组柜中接线盒的右侧。然而，在I/O 室中，不再需要手动将每个端子块连接到相应的控制器I/O 通道，因为这是在系统本身内以电子方式处理的。电子分组的明显优点是I/O设备可以在必要时连接到特定的控制器，而无需改变物理接线。如果在项目的后期阶段对I/O 类型进行更改，或者需要额外的设备，则无需更改现有的接线或机柜。此外，还可以将额外的I/O 容量添加到编组柜，然后根据需要以电子方式编组到控制器。电子编组方法的核心是便携式和可更换模块或卡的机架。将适当类型的卡插入连接I/O 现场设备接线的插槽中。例如，数字输入(DI) 卡将放置在温度开关的插槽中。然后该卡将连接到控制器的相应通道。每个控制器通道的功能由每个插槽中放置的卡类型定义（例如，DI 或数字输出(DO)）。

电子编组的灵活性限制

虽然电子编组提供的灵活性是显而易见的，但其固有的不灵活性并不那么明显。传统上，工业和过程控制工程师使用术语“数字IO”来指代PLC 发送和接收的数字信号。然而，这个词本身就是一个用词不当。 PLC 上不存在“数字IO”通道之类的东西。有“数字输入”通道或“数字输出”通道。因此，如果您需要将控制器通道的功能从DI 更改为DO 或反之亦然，则必须更改该通道的物理卡。此外，DI 和DO 通道的总数由机架中每种类型的卡的数量定义。这限制了电子分组系统的灵活性，因为它固定了机架中DI 和DO 通道的数量。

通道配置灵活

显然，更理想的解决方案是根据需要将每个通道配置为DI或DO。好消息是，现在可以使用带有数字输入的MAX14914 高侧开关来实现这一点（图4）。使用MAX14914，PLC可以将每个卡配置为DI或DO。如果通道的功能发生变化，则无需手动移除并重新配置该卡。控制通道可以真正被指定为“数字IO”通道，而不限制每种类型的通道数量。唯一的限制是PLC 本身可以处理的通道数量。告别那些烦人的重新布线工作！

图4. 具有可编程电流限制、推挽驱动器选项和数字输入配置的高侧开关。

审稿编辑：郭婷