在智慧工廠的語境中，充滿著工業(yè)數(shù)字化的嘗試與期待，工業(yè)在從3.0到4.0的過渡，是大規(guī)模自動化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變成為小批量多品種生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，也是從機器數(shù)據(jù)孤島到實現(xiàn)互聯(lián)互通，人機協(xié)同的轉(zhuǎn)變。
智能制造作為近年來持續(xù)火熱的領域，吸引了眾多國際廠商的目光，作為半導體領域的一線品牌ADI一直將工業(yè)領域作為近幾年自身持續(xù)的發(fā)力點，通過模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的技術手段，將現(xiàn)實世界信息傳遞給數(shù)字世界。在2019年慕尼黑電子展上，ADI中國區(qū)業(yè)務拓展經(jīng)理王翔展示了ADI在智慧工廠專區(qū)工業(yè)自動化領域的技術Demo。幫助工廠在邊緣端打開數(shù)字世界的大門。
ADI中國區(qū)業(yè)務拓展經(jīng)理王翔
數(shù)據(jù)采集，預測性維護
工業(yè)技術的核心在于安全，高效，高穩(wěn)定，低成本。機器設備的健康狀況是工廠主要問題之一，一旦某一臺設備出現(xiàn)很嚴重的問題，整個生產(chǎn)線就宕機。對于工廠造成很大損失。所以針對機器設備的健康、設備狀態(tài)健康檢測尤為重要。數(shù)據(jù)采集作為工業(yè)數(shù)字化的基礎，是邊緣端的應用，ADI帶來了低功耗mems震動監(jiān)測解決方案，其中狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)方案，基于1602的加速度計，通過4050的超級功耗的處理器，結(jié)合SmartMesh的無線網(wǎng)絡進行現(xiàn)場震動數(shù)據(jù)檢測，通過這個平臺來實時監(jiān)控現(xiàn)場的電機，軸承的震動狀態(tài)，進行無線數(shù)據(jù)傳輸。客戶可以把這個數(shù)據(jù)保存在服務器，用于云端數(shù)據(jù)分析。與壓電傳感器相比，體積更小。其次可以支持多軸，三軸的加速度計，可以支持比較好的低品信號采集，直流信號采集也能收到良好效果。
4050的處理器擁有超低功耗。SmartMesh無線網(wǎng)絡的可靠性也非常高，可以做到99.999的數(shù)據(jù)可靠性，在干擾環(huán)境比較強的應用現(xiàn)場，擁有極高的數(shù)據(jù)可靠性、穩(wěn)定性。由于支持多站點的自主網(wǎng)，客戶在布置節(jié)點的過程中間，布網(wǎng)的工作量大大減少。
節(jié)點的組網(wǎng)不需要認為去人為干預，管理器在1-3分鐘之內(nèi)自動會選擇這個路徑，把網(wǎng)絡自動生成。并且協(xié)議已經(jīng)嵌入在SmartMesh模塊中，整個主網(wǎng)的算法優(yōu)化全部已經(jīng)完成，客戶無需再開發(fā)，通過調(diào)動API函數(shù)，和串口就可以將數(shù)據(jù)上傳，非常方便。
雙伺服電機控制
ADI工業(yè)系統(tǒng)應用工程師王帆向媒體介紹，ADI fido 5200協(xié)議芯片是一個多協(xié)議芯片，支持多協(xié)議的刷寫，ADI在國內(nèi)主推Ether CAT總線協(xié)議，其原理圖、源代碼完全開放給客戶，幫助客戶快速完成方案開發(fā)。4008處理器，是ADI專用于電機控制的RAM處理器，擁有240兆的主頻，最多可以支持三個軸的電機驅(qū)動，目前支持兩個軸的電機驅(qū)動，以太網(wǎng)的協(xié)議處理都亦可在這款處理器中實現(xiàn)。
這款方案還支持IO同步，國內(nèi)目前的方案指令都是大概在一個毫秒的周期來發(fā)同步指令，實際到電機控制需要到10K。兩者之間是有一個時間差，但如果做到RO同步，可以把總線同步周期支持到100微秒，也就是做到10K，跟電流控制周期做到完全一致，這樣所有電機上一些IO狀態(tài)的反饋、控制都可以實現(xiàn)高實時性。
通過Fido和處理器里面一些特殊單元，可以做一個始終同步，包括你的電流采樣、位置反饋、指令下傳全部在同步周期內(nèi)實現(xiàn)。這個是我們的一些電源模塊，我們的LTC基于它的一些電源的方案，ADI開發(fā)了一些芯片級的電源方案，主要是幫助客戶簡化開發(fā)過程。電源包括變壓器，都有國內(nèi)相應的供應商，參照電源的一些指標進行開發(fā)。
ADI自主網(wǎng)絡，開關集成解決方案
這款應用的核心在于自主網(wǎng)，是ADI無線自主網(wǎng)的方案，這個網(wǎng)絡主要針對工業(yè)領域，因為它的可靠性特別高，大于99.999%的可靠性。我們這里面還涉及到很多加密的算法。所以外面有黑客要破解也是特別難的。還有一個我們可以支持到大于最多1萬個節(jié)點，它們可以進行雙向通訊。這個就是前面王帆也介紹過，它上面應用的就是我們自主網(wǎng)的模塊。
基于PLC DCS系統(tǒng)專門定制的一個AD411的方案，它把傳統(tǒng)那些開關跟隨放大和參考源全部集成到單顆芯片里面，可以為客戶提供很簡便、很快捷的開發(fā)方法，直接用一顆ADI芯片代替掉傳統(tǒng)所有的分離器件。
HDMI信號隔離傳輸
iCoupler是ADI最新推出的支持1.1G BPS帶寬的高速LVDS隔離器，主要市場針對工業(yè)上的人機面板，以及醫(yī)療成像系統(tǒng)里面的內(nèi)窺鏡，整個系統(tǒng)的架構以1.1G的LVDS為核心，把HDMI信號通過一個轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成支持LVDS的信號，然后在接收端將信號恢復。這樣的好處就是經(jīng)過隔離后的信號基本上不會受干擾也沒有任何的損失。
高質(zhì)量的視頻信號需要經(jīng)過隔離之后才能投放，在經(jīng)過iCoupler轉(zhuǎn)換后圖像信號質(zhì)量基本上沒有受任何的影響，它的實時性、可靠性是非常好的受到保證了。
在人機界面應用中，需要對加工界面做很精細的監(jiān)控，高清的攝像頭才可以比較好的控制加工精度，這就需要去采樣信號做氨硅方面的防護，不要讓后端的人或者設備受到影響，導致它發(fā)生損壞。iCoupler的技術提供了很好的氨硅隔離的功能，醫(yī)療領域里面需要對漏電做非常嚴格的控制。
ADI對于工業(yè)4.0或者說工業(yè)數(shù)字化的探索還在繼續(xù)，在工業(yè)網(wǎng)絡高速信號數(shù)據(jù)傳輸，控制加密方面將會有更多方案推出，作為一線大廠ADI用領先的方案，幫助工業(yè)自動化實現(xiàn)更多安全，高效，高穩(wěn)定，低成本的場景應用。
（轉(zhuǎn)載）
