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工業(yè)環(huán)境對控制系統(tǒng)的要求很高。像可編程邏輯控制器（PLC）這樣的設備必須不斷地與各種部件一起工作，并且盡可能少地維護和停機。然而，PLC的性能僅取決于連接到工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)字通道的輸入/輸出能力。惡劣、嘈雜的環(huán)境和各種未知因素都會對數(shù)字通道可靠性的設計帶來挑戰(zhàn)，導致可能的電路損壞、停機和系統(tǒng)故障。近期Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）在Power Hour電源隔離系列在線研討會上特別探討了這類問題，Silicon Labs隔離事業(yè)部門高級產(chǎn)品經(jīng)理Asa Kirby、應用工程師Travis Lenz和Kevin Huang并提出在復雜的工廠環(huán)境下保護 24V 數(shù)字輸出和工業(yè) PLC 輸入的方法，通過使用Silicon Labs的Si834x和Si838x數(shù)字隔離器來克服特定的工業(yè)數(shù)字通道設計挑戰(zhàn)。

工業(yè)環(huán)境挑戰(zhàn)

工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)出多種可能導致數(shù)字輸入和輸出通道受損的情況。最常見的挑戰(zhàn)包括：

設計空間有限，設備通常放在與其他組件共享的小機柜中。

系統(tǒng)壽命長，與多個供應商的組件互操作性備受考驗。

未知的傳感器、驅(qū)動器和電纜。

各種不同規(guī)格的電源，例如電源尺寸過小或電源有缺陷或失靈都會導致停電。

由于高電壓源、共用電纜槽以及屏蔽和接地不良的長電纜線路而產(chǎn)生的多種噪聲類型。

由于設備在極端溫度下且在室外運行，溫度和濕度的條件范圍很廣。

24小時全天候運作，控制器被期望在很少交互的情況下自動完成任務。

壽命以幾十年為單位，隨著時間的推移，各種技術人員添加和維護了多代組件。

輸入/輸出特有的挑戰(zhàn)包括管理過載條件、驅(qū)動輸出感應負載、設備兼容性和輸入的裝配/安裝保護。工業(yè)系統(tǒng)必須能夠處理所有這些不同的設計挑戰(zhàn)，同時在惡劣的環(huán)境下操作。適用于工廠設備的數(shù)字隔離解決方案Si834x隔離智能開關Silicon Labs的數(shù)字隔離器為工業(yè)環(huán)境的獨特挑戰(zhàn)提供最佳解決方案。Si834x隔離智能開關是驅(qū)動電阻性和感性負載的理想選擇，包括工業(yè)控制系統(tǒng)中常見的螺線管、繼電器和燈具。它們完全符合IEC61131-2標準，因此能夠與其他設備很好地互操作。每個開關都可以檢測開路狀態(tài)，并對過流、退磁產(chǎn)生的過電壓（感應踢或反激電壓）和過溫狀態(tài)進行保護。一種創(chuàng)新的多電壓智能鉗可以管理無限量的退磁能量（EAS）。Si834x隔離智能開關可用于并行或SPI輸入等多種類型，基于節(jié)能和緊湊的9x9 DFN封裝等優(yōu)勢，該器件有助于大幅減少電路板空間和設計復雜度。

Si838x隔離多通道輸入隔離器Si838x隔離多通道輸入隔離器是高密度、高柔性的器件，是傳統(tǒng)光耦合器的理想替代品。它們在一個緊湊的QSOP封裝中提供8個通道的24V數(shù)字接口，具有集成的安全額定隔離，與一些外部組件。這種結構提供符合IEC 61131-2開關類型1，2 或3。輸入接口建立在基于CMOS的LED 仿真技術上。通過使用Silicon Labs專有的芯片隔離技術，Si838x支持高達2.5 kV的RMS耐受電壓，實現(xiàn)高速性能，高抗噪聲25kV/μs，減少隨溫度和年齡變化的變化，以及更好的匹配。一個Si838x隔離器可以取代八個傳統(tǒng)的光耦合器，使它們成為空間受限的工業(yè)設施的理想解決方案。