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美信半导体:打开工厂边缘智能化新思路,助力

时间:2021-04-19 10:41:11 来源:未知 点击:

对智能工厂来说,让设备保持安全稳定的持续运行尤为重要。据麦肯锡统计,工厂平均每年会停工800个小时,导致停工的原因有设备安全性检查、设备故障维修等。以汽车生产厂商为例,停产一分钟就会损失2.2万美元,一小时就是130万美元,工厂停工造成了高昂的经济损失。Maxim Integrated在IO接口端发力,推出IO-Link通信解决方案,让边缘智能化,减少停工时间,生产效率提升10%~20%。

10月29日,美信半导体召开《赋予边缘智能》线上媒体会。会上,Maxim Integrated工业与医疗健康事业部工业通信产品线副总裁,Jeff DeAngelis向电子产品世界等媒体介绍了新发布的IO-Link通信解决方案。

 

边缘智能化新思路

作为半导体供应商,Maxim Integrated以新思路,从智能传感器、智能执行器、软件可配置IO、增强诊断功能四个方面,赋予边缘智能化。

智能传感器:在部署传感器之后,可以远程配置、快速调整传感器的电气特性,实现不同的功能。当增加新传感器的时候,工厂不必停工、重新拉线,就能快速部署。

智能执行器:智能的执行器具有自适应性,可以根据环境自动的调整和优化,提高产出率,同时提升自身的工作寿命、时效和设备安全性。

软件可配置IO:传感器和执行器都是通过I/O与现实世界交互。传统的I/O,接口是固定的,输入就是输入,输出就是输出,不能更改。现在I/O接口可以通过软件配置,选择接口是输入还是输出,有很大的灵活性。

增强诊断功能:智能化设备可以了解自身的状况,诊断出潜在的故障,以便提前排查解决,降低故障发生率。

 

如何在IO端实现边缘智能化呢?Maxim Integrated给出的答案是IO-Link集线器。

图1是传统IO与IO-link集线器的对比。左边是传统IO方式,设备IO通过I/O卡与PLC主机连接,但I/O卡上的输入输出接口是固定的,一台PLC支持的I/O点数也是有限的;当传感器/执行器距离PLC很远时,需要拉很长的线;一台PLC上会连接多个设备IO,接线编组复杂、难管理,若出现故障,不能快速辨识IO口对应的设备;同时,往往需要专门的工程师负责维修维护。假设需要接入一个新设备,先要确保PLC有多余的接口,还要重新拉线,很麻烦。

图1右边是使用了IO-Link集线器之后,传感器/执行器IO接到IO-Link集线器上,IO-Link集线器与PLC之间只需拉一根线,简化了接线编组;IO-Link既可以接模拟设备,也可以接数字设备,输入输出也可选择,对后端的传感器/执行器来讲更加灵活;而且IO-Link可以放置在靠近车间的位置,与设备间的距离近,减少了线材的浪费; IO-Link有很强的扩展能力,每个IO-Link可以接多个设备IO,若I/O点数不够,也易于拓展;所有接入到IO-Link总线上的设备,都会有一个对应的I/O设备描述文件,当有设备接入的时候,IO-Link可自动识别出设备属性,技术人员还可利用软件远程配置更改参数,便于管理维护;IO-Link的结构导致它的通信标准在20米左右,也就说每一级的距离都不会超过20米,加入新设备IO会比较简单。

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图1

图2是传统IO与软件可配置IO对比。相较于传统IO,软件可配置IO可通过软件配置,选择插入输入还是输出,有很大的灵活性。

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图2

图3是MAXREFDES177# IO-Link参考设计,该设计结合了IO-Link收发器MAX22515和软件可配置的模拟IO MAX22000。IO-LINK采用标准的M12接口,还有嵌入式I/ODD文件,使设计方便连入到网络上,并且可通过IO-Link标准对向下的模拟输入输出接口进行配置。

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图3