工業環境對控制系統的要求很高。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生態系統的數字通道的輸入/輸出能力。惡劣、嘈雜的環境和各種未知因素都會對數字通道可靠性的設計帶來挑戰，導致可能的電路損壞、停機和系統故障。 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隔離事業部門高級產品經理Asa Kirby、應用工程師Travis Lenz和Kevin Huang并提出在復雜的工廠環境下保護 24V 數字輸出和工業 PLC 輸入的方法，通過使用Silicon Labs的Si834x和Si838x數字隔離器來克服特定的工業數字通道設計挑戰。

工業環境挑戰

工業生態系統呈現出多種可能導致數字輸入和輸出通道受損的情況。最常見的挑戰包括：

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、驅動器和電纜。

各種不同規格的電源，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/輸出特有的挑戰包括管理過載條件、驅動輸出感應負載、設備兼容性和輸入的裝配/安裝保護。工業系統必須能夠處理所有這些不同的設計挑戰，同時在惡劣的環境下操作。 適用于工廠設備的數字隔離解決方案Si834x隔離智能開關Silicon Labs的數字隔離器為工業環境的獨特挑戰提供最佳解決方案。Si834x隔離智能開關是驅動電阻性和感性負載的理想選擇，包括工業控制系統中常見的螺線管、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，并對過流、退磁產生的過電壓（感應踢或反激電壓）和過溫狀態進行保護。一種創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，基于節能和緊湊的9x9 DFN封裝等優勢，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的光耦合器，使它們成為空間受限的工業設施的理想解決方案。

原文標題：隔離應用－如何保護工業環境中的24V數字輸入和輸出

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