美信半導(dǎo)體：打開(kāi)工廠邊緣智能化新思路，助力工廠效率提升

對(duì)智能工廠來(lái)說(shuō)，讓設(shè)備保持安全穩(wěn)定的持續(xù)運(yùn)行尤為重要。據(jù)麥肯錫統(tǒng)計(jì)，工廠平均每年會(huì)停工800個(gè)小時(shí)，導(dǎo)致停工的原因有設(shè)備安全性檢查、設(shè)備故障維修等。以汽車生產(chǎn)廠商為例，停產(chǎn)一分鐘就會(huì)損失2.2萬(wàn)美元，一小時(shí)就是130萬(wàn)美元，工廠停工造成了高昂的經(jīng)濟(jì)損失。Maxim Integrated在IO接口端發(fā)力，推出IO-Link通信解決方案，讓邊緣智能化，減少停工時(shí)間，生產(chǎn)效率提升10%~20%。

10月29日，美信半導(dǎo)體召開(kāi)《賦予邊緣智能》線上媒體會(huì)。會(huì)上，Maxim Integrated工業(yè)與醫(yī)療健康事業(yè)部工業(yè)通信產(chǎn)品線副總裁，Jeff DeAngelis向電子產(chǎn)品世界等媒體介紹了新發(fā)布的IO-Link通信解決方案。

Jeff DeAngelis

Maxim Integrated工業(yè)與醫(yī)療健康事業(yè)部工業(yè)通信產(chǎn)品線副總裁

邊緣智能化新思路

作為半導(dǎo)體供應(yīng)商，Maxim Integrated以新思路，從智能傳感器、智能執(zhí)行器、軟件可配置IO、增強(qiáng)診斷功能四個(gè)方面，賦予邊緣智能化。

智能傳感器：在部署傳感器之后，可以遠(yuǎn)程配置、快速調(diào)整傳感器的電氣特性，實(shí)現(xiàn)不同的功能。當(dāng)增加新傳感器的時(shí)候，工廠不必停工、重新拉線，就能快速部署。

智能執(zhí)行器：智能的執(zhí)行器具有自適應(yīng)性，可以根據(jù)環(huán)境自動(dòng)的調(diào)整和優(yōu)化，提高產(chǎn)出率，同時(shí)提升自身的工作壽命、時(shí)效和設(shè)備安全性。

軟件可配置IO：傳感器和執(zhí)行器都是通過(guò)I/O與現(xiàn)實(shí)世界交互。傳統(tǒng)的I/O，接口是固定的，輸入就是輸入，輸出就是輸出，不能更改?，F(xiàn)在I/O接口可以通過(guò)軟件配置，選擇接口是輸入還是輸出，有很大的靈活性。

增強(qiáng)診斷功能：智能化設(shè)備可以了解自身的狀況，診斷出潛在的故障，以便提前排查解決，降低故障發(fā)生率。

IO-Link集線器

如何在IO端實(shí)現(xiàn)邊緣智能化呢？Maxim Integrated給出的答案是IO-Link集線器。

圖1是傳統(tǒng)IO與IO-link集線器的對(duì)比。左邊是傳統(tǒng)IO方式，設(shè)備IO通過(guò)I/O卡與PLC主機(jī)連接，但I(xiàn)/O卡上的輸入輸出接口是固定的，一臺(tái)PLC支持的I/O點(diǎn)數(shù)也是有限的；當(dāng)傳感器/執(zhí)行器距離PLC很遠(yuǎn)時(shí)，需要拉很長(zhǎng)的線；一臺(tái)PLC上會(huì)連接多個(gè)設(shè)備IO，接線編組復(fù)雜、難管理，若出現(xiàn)故障，不能快速辨識(shí)IO口對(duì)應(yīng)的設(shè)備；同時(shí)，往往需要專門(mén)的工程師負(fù)責(zé)維修維護(hù)。假設(shè)需要接入一個(gè)新設(shè)備，先要確保PLC有多余的接口，還要重新拉線，很麻煩。

圖1右邊是使用了IO-Link集線器之后，傳感器/執(zhí)行器IO接到IO-Link集線器上，IO-Link集線器與PLC之間只需拉一根線，簡(jiǎn)化了接線編組；IO-Link既可以接模擬設(shè)備，也可以接數(shù)字設(shè)備，輸入輸出也可選擇，對(duì)后端的傳感器/執(zhí)行器來(lái)講更加靈活；而且IO-Link可以放置在靠近車間的位置，與設(shè)備間的距離近，減少了線材的浪費(fèi)； IO-Link有很強(qiáng)的擴(kuò)展能力，每個(gè)IO-Link可以接多個(gè)設(shè)備IO，若I/O點(diǎn)數(shù)不夠，也易于拓展；所有接入到IO-Link總線上的設(shè)備，都會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的I/O設(shè)備描述文件，當(dāng)有設(shè)備接入的時(shí)候，IO-Link可自動(dòng)識(shí)別出設(shè)備屬性，技術(shù)人員還可利用軟件遠(yuǎn)程配置更改參數(shù)，便于管理維護(hù)；IO-Link的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致它的通信標(biāo)準(zhǔn)在20米左右，也就說(shuō)每一級(jí)的距離都不會(huì)超過(guò)20米，加入新設(shè)備IO會(huì)比較簡(jiǎn)單。

圖1

圖2是傳統(tǒng)IO與軟件可配置IO對(duì)比。相較于傳統(tǒng)IO，軟件可配置IO可通過(guò)軟件配置，選擇插入輸入還是輸出，有很大的靈活性。

圖2

圖3是MAXREFDES177# IO-Link參考設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)結(jié)合了IO-Link收發(fā)器MAX22515和軟件可配置的模擬IO MAX22000。IO-LINK采用標(biāo)準(zhǔn)的M12接口，還有嵌入式I/ODD文件，使設(shè)計(jì)方便連入到網(wǎng)絡(luò)上，并且可通過(guò)IO-Link標(biāo)準(zhǔn)對(duì)向下的模擬輸入輸出接口進(jìn)行配置。

圖3