摘要：可編程邏輯控製器（PLC）在過程控製係統中能夠有效節省時間，降低成本和能耗，簡化係統設計。從(cong) 製造業(ye) 發展進程可以了解到如何用現代IC替代分立電路。這些IC能夠簡化係統設計，擴展設備監測功能並保障操作人員的安全。MAX15500/MAX15501、MAX5661以及MAX5134–MAX5139是過程控製應用中的典型IC。

 　　簡介

 　　工業(ye) 控製、工廠自動化以及PLC （可編程邏輯控製器）是發展成熟的技術，能夠有效地節約時間、材料、能源和金錢。但從(cong) 何入手呢？ 設計一個(ge) 完全自動化的工廠是一項巨大工程，有可能在還沒有啟動項目時就放棄了。

　　這使我們(men) 想起多年以前非洲的一位探險家，當他詢問本地的一位部落男子：“如何吃掉一頭大象？”，這位男子驚訝地看著探險家回答到：“我們(men) 吃大象就像吃別的任何東(dong) 西一樣，一次一口”。與(yu) 其它大型係統開發一樣，工業(ye) 控製係統可以劃分成許多小規模電路。下麵我們(men) 就開始探討這些細分後的電路。

 　　過程控製流程

 　　裝配生產(chan) 線是人類曆史上相當新的發明創造，許多國家都在同一時期湧現出了類似的創新方案。我們(men) 將列舉(ju) 其中的幾個(ge) 示例，闡述如何演進到一個(ge) 完整的自動化工廠。

　　Samuel Colt （美國的槍支製造商）在19世紀中葉展示了一種通用部件。早期的槍支需要獨立製造每隻槍的部件，然後進行組裝。Colt先生展示了10隻槍的通用部件，然後隨機地從(cong) 箱子裏抓取這些部件並組裝好一隻槍。在20世紀初期，Henry Ford進一步拓展了大批量生產(chan) 技術。他采用固定的裝配廠，用卡車在工廠之間運輸零部件。雇員隻需要了解很少的裝配知識，在以後的工作中也隻進行這些操作。1954年，George Devol申請了美國專(zhuan) 利2，988，237，這項專(zhuan) 利標誌著首台工業(ye) 機器人的誕生，該機器人被命名為(wei) Unimate。20世紀60年代末期，General Motors®使用PLC （可編程邏輯控製器）組裝汽車的自動變速器。被稱為(wei) PLC之父的Dick Morley為(wei) GM生產(chan) 了首個(ge) PLC。他的美國專(zhuan) 利3，761，893是當前許多PLC的基礎（有關(guan) 上述四位發明家的詳細信息，請參考：www.wikipedia.org/；相關(guan) 專(zhuan) 利請查詢：https://patft.uspto.gov/netahtml/PTO/srchnum.htm）。

　　過程控製可以簡單到何種程度？ 圖1給出了一個(ge) 常見的家用加熱器。

　　圖1. 家用電子加熱器，一個(ge) 簡單的過程控製示例。

　　加熱器部件密封在一個(ge) 容器內(nei) ，簡化係統通信。這個(ge) 概念可以擴展到遠端控製的恒溫加熱器，通信距離在幾米左右，通常采用電壓控製。

　　現在，我們(men) 可以考慮一個(ge) 小型的簡單過程控製係統，在圖2所示工廠中需要哪些必要部件？

　　圖2. 工廠的遠程通信

　　長距離傳(chuan) 輸線的阻抗、EMI以及RFI （電磁及無線電幹擾）使得電壓控製方案的實施非常困難，這種情況下，電流環不失為(wei) 簡單、有效的解決(jue) 方案。由基爾霍夫定律可知，電流環中任何一點的電流等於(yu) 環路中其它所有點的電流之和，由此可以抵消傳(chuan) 輸線阻抗的影響。由於(yu) 環路阻抗和帶寬較低（幾百歐姆，《 100Hz），EMI和RFI的雜散拾取最小。