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(dòng)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(jī)器數(shù)據(jù)孤島到實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，人機(jī)協(xié)同的轉(zhuǎn)變。
智能制造作為近年來持續(xù)火熱的領(lǐng)域，吸引了眾多國際廠商的目光，作為半導(dǎo)體領(lǐng)域的一線品牌ADI一直將工業(yè)領(lǐng)域作為近幾年自身持續(xù)的發(fā)力點(diǎn)，通過模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的技術(shù)手段，將現(xiàn)實(shí)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(wù)拓展經(jīng)理王翔展示了ADI在智慧工廠專區(qū)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的技術(shù)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(wù)拓展經(jīng)理王翔
數(shù)據(jù)采集，預(yù)測(cè)性維護(hù)
工業(yè)技術(shù)的核心在于安全，高效，高穩(wěn)定，低成本。機(jī)器設(shè)備的健康狀況是工廠主要問題之一，一旦某一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)很嚴(yán)重的問題，整個(gè)生產(chǎn)線就宕機(jī)。對(duì)于工廠造成很大損失。所以針對(duì)機(jī)器設(shè)備的健康、設(shè)備狀態(tài)健康檢測(cè)尤為重要。數(shù)據(jù)采集作為工業(yè)數(shù)字化的基礎(chǔ)，是邊緣端的應(yīng)用，ADI帶來了低功耗mems震動(dòng)監(jiān)測(cè)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(jì)，通過4050的超級(jí)功耗的處理器，結(jié)合SmartMesh的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)震動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)，通過這個(gè)平臺(tái)來實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的電機(jī)，軸承的震動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸?？蛻艨梢园堰@個(gè)數(shù)據(jù)保存在服務(wù)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(jì)，可以支持比較好的低品信號(hào)采集，直流信號(hào)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(luò)的可靠性也非常高，可以做到的數(shù)據(jù)可靠性，在干擾環(huán)境比較強(qiáng)的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，擁有極高的數(shù)據(jù)可靠性、穩(wěn)定性。由于支持多站點(diǎn)的自主網(wǎng)，客戶在布置節(jié)點(diǎn)的過程中間，布網(wǎng)的工作量大大減少。
節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)不需要認(rèn)為去人為干預(yù)，管理器在1-3分鐘之內(nèi)自動(dòng)會(huì)選擇這個(gè)路徑，把網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)生成。并且協(xié)議已經(jīng)嵌入在SmartMesh模塊中，整個(gè)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(dòng)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(jī)控制
ADI工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用工程師王帆向媒體介紹，ADI fido 5200協(xié)議芯片是一個(gè)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(jī)控制的RAM處理器，擁有240兆的主頻，最多可以支持三個(gè)軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，目前支持兩個(gè)軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以太網(wǎng)的協(xié)議處理都亦可在這款處理器中實(shí)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(gè)毫秒的周期來發(fā)同步指令，實(shí)際到電機(jī)控制需要到10K。兩者之間是有一個(gè)時(shí)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(jī)上一些IO狀態(tài)的反饋、控制都可以實(shí)現(xiàn)高實(shí)時(shí)性。
通過Fido和處理器里面一些特殊單元，可以做一個(gè)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(shí)現(xiàn)。這個(gè)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(jí)的電源方案，主要是幫助客戶簡(jiǎn)化開發(fā)過程。電源包括變壓器，都有國內(nèi)相應(yīng)的供應(yīng)商，參照電源的一些指標(biāo)進(jìn)行開發(fā)。
ADI自主網(wǎng)絡(luò)，開關(guān)集成解決方案
這款應(yīng)用的核心在于自主網(wǎng)，是ADI無線自主網(wǎng)的方案，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域，因?yàn)樗目煽啃蕴貏e高，大于%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(gè)我們可以支持到大于最多1萬個(gè)節(jié)點(diǎn)，它們可以進(jìn)行雙向通訊。這個(gè)就是前面王帆也介紹過，它上面應(yīng)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(gè)AD411的方案，它把傳統(tǒng)那些開關(guān)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(jiǎn)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(hào)隔離傳輸
iCoupler是ADI最新推出的支持 BPS帶寬的高速LVDS隔離器，主要市場(chǎng)針對(duì)工業(yè)上的人機(jī)面板，以及醫(yī)療成像系統(tǒng)里面的內(nèi)窺鏡，整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)以的LVDS為核心，把HDMI信號(hào)通過一個(gè)轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成支持LVDS的信號(hào)，然后在接收端將信號(hào)恢復(fù)。這樣的好處就是經(jīng)過隔離后的信號(hào)基本上不會(huì)受干擾也沒有任何的損失。
高質(zhì)量的視頻信號(hào)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(hào)質(zhì)量基本上沒有受任何的影響，它的實(shí)時(shí)性、可靠性是非常好的受到保證了。
在人機(jī)界面應(yīng)用中，需要對(duì)加工界面做很精細(xì)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(hào)做氨硅方面的防護(hù)，不要讓后端的人或者設(shè)備受到影響，導(dǎo)致它發(fā)生損壞。iCoupler的技術(shù)提供了很好的氨硅隔離的功能，醫(yī)療領(lǐng)域里面需要對(duì)漏電做非常嚴(yán)格的控制。
ADI對(duì)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(luò)高速信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸，控制加密方面將會(huì)有更多方案推出，作為一線大廠ADI用領(lǐng)先的方案，幫助工業(yè)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)更多安全，高效，高穩(wěn)定，低成本的場(chǎng)景應(yīng)用。
