基于ST 意法半導(dǎo)體STEVAL-PLC001V1,帶HMI接口的工業(yè)PLC解決方案

此STEVAL-PLC001V1解決方案適用于工廠自動化領(lǐng)域的緊湊型可編程邏輯控制器(PLC)應(yīng)用。得益于安裝在PCB上的3.5”TFT觸摸屏，它具有強(qiáng)大的人機(jī)界面(HMI)，方便與工具交互。

該板實(shí)現(xiàn)了具有穩(wěn)健的數(shù)字輸入、數(shù)字輸出模塊、擴(kuò)展連接選項(xiàng)和接口的電隔離PLC控制單元。

控制單元由強(qiáng)大的144引腳STM32F746ZGT7 MCU組成，可處理工業(yè)IO以及TouchGFX顯示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)梯形邏輯編程代碼以及多個其他選項(xiàng)。

高度穩(wěn)定可靠的工業(yè)數(shù)字輸入和輸出模塊被對稱地布置在PCB上，從而使系統(tǒng)成為12+12 PLC，即專為STM32微控制器而優(yōu)化的PLC GUI，可管理12個工業(yè)輸入和12個工業(yè)輸出。

12個工業(yè)輸入通過一個八通道CLT01-38SQ7和兩個雙通道CLT03-2Q3 IC的組合來實(shí)現(xiàn)。

在這種情況下，CLT01-38SQ7采用具有菊花鏈功能的6.25 MHz SPI連接八通道輸出ISO8200AQ和反極性，而CLT03-2Q3則采用兩個高側(cè)和低側(cè)兼容性獨(dú)立通道，它們可通過所連接的外部傳感器供電，具備在60 V范圍內(nèi)運(yùn)行的能力，適用于故障安全應(yīng)用。

12個工業(yè)輸出陣列由一個八通道ISO8200AQ IC和一個四通道IPS4260L低側(cè)智能功率開關(guān)組成。

ISO8200AQ提供菊花鏈SPI接口和嵌入式電流隔離，將邏輯側(cè)與4 kV電源側(cè)隔離，使解決方案更經(jīng)濟(jì)高效（無需光電耦合器）。

STEVAL-PLC001V1也通過安裝在PCB底部的morpho連接器實(shí)現(xiàn)商業(yè)PLC的典型連接選項(xiàng)，從而確保與STM32 Nucleo擴(kuò)展板的兼容。

當(dāng)將工業(yè)范圍輸入（即傳感器和閥門）和輸出（即燈、警報器和執(zhí)行器）接入邏輯側(cè)時，面向工業(yè)IO管理的嵌入式IC在技術(shù)特性、保護(hù)和嵌入式診斷方面具有更高的靈活性。

STSW-PLC001配套軟件包（可在www.st.com上免費(fèi)獲得）允許試用這些高級功能及其組合。

得益于TouchGFX提供的軟件和智能用戶界面，您可以了解IC的工作原理，并探索即用型示例以及階梯邏輯演示和項(xiàng)目。

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

STM32F7微控制器是一種靈活的解決方案，旨在縮短設(shè)計時間，加快產(chǎn)品上市時間，開發(fā)人員可以通過SPI引腳將多達(dá)7個器件菊花鏈連接到STM32F7微控制器。

設(shè)計人員還可以通過僅選擇原理圖的某些部分來調(diào)整解決方案以滿足其特定的應(yīng)用要求，C代碼編寫的STM32軟體包使其更容易重用和定制。

此外，根據(jù)所需的輸出通道，您可以驅(qū)動任何類型的工業(yè)負(fù)載，對于高端負(fù)載，最大電流為0.7 A。

輸出需要更多電流，則可以并聯(lián)添加更多通道以達(dá)到所需的額定電流。

輸入受益于類似的靈活性，符合IEC 61131-2 標(biāo)準(zhǔn)的類型 1、2 或 3 特性

?方案規(guī)格

? STM32F746ZGT7高性能MCU，嵌入了帶有FPU、Chrom-ART加速器和DSP指令集的ARM 32位Cortex-M7 CPU

? CLT01-38SQ7八通道高速數(shù)字輸入限流器，帶有SPI接口

? CLT03-2Q3雙通道自供電數(shù)字輸入限流器

? ISO8200AQ電流隔離八通道高側(cè)智能功率固態(tài)繼電器，帶SPI接口

? IPS4260L四路低側(cè)智能開關(guān)

? 電源電壓：18 - 32 V（24 V額定值）

? STSW-PLC001固件包

? 3.5” TFT顯示屏，支持多點(diǎn)觸控，通過專用數(shù)字并行RGB端口和I2C線路來連接

? 基于STLD40DPUR顯示器背光LED驅(qū)動器（強(qiáng)度可控）

? 適用于擴(kuò)展連接選項(xiàng)的Morpho連接器

? 用于實(shí)現(xiàn)更安全的電源和工業(yè)IO連接的螺旋式連接器

? 用于備用5 V電源供電的USB連接器（僅用于顯示器供電和MCU編程/調(diào)試）

? 隔離式USART端口連接器

? SWD連接器，用于調(diào)試和編程

? 用于輸入、輸出和各種故障條件的狀態(tài)指示燈

? 調(diào)試指示燈

? 復(fù)位按鈕

? 抗浪涌、EMI和輸入反向電壓連接保護(hù)

? EMC焊盤和四層布線

? 板載RAM和串行Flash（ROM）

? 提供RTC和USB（具有一個或多個要安裝的額外組件）

? 設(shè)計符合IEC行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求

? RoHS