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智能工厂为工业4.0奠定了良好的基础
日期:2019-02-27  发布人:杏彩

流程优化和定制、资产跟踪、预测性维护和实时库存优化是工业4.0的一些主要目标。到2020年,欧洲工业将投资1200亿美元用于工业互联网应用。工厂中的电气化、自动化和连接的快速发展为快速适应工业4.0奠定了良好的基础。为机器和组件配备传感器和网络连接是实现这一愿景的重要一步。此外,数据分析和软件平台也是关键因素。

德州仪器(TI)模拟业务部首席技术官Ahmad Bahai探讨了半导体领域工业互联网的主要特征,特别是模拟和嵌入式处理技术在实现新一波智能制造领域的关键作用。

嵌入式传感器:传感器早在半导体技术出现之前就已用于制造工厂。然而,由于嵌入式处理器和微机电(MEMS)技术的快速发展和创新,传感器和传感器在制造业中的广泛使用已进入全盛时期。在大多数情况下,嵌入式传感器的部署将补充工业传感器。

将磁性元件集成在芯片或封装中、超声波和光学传感器以增量成本简化子系统的诊断和预测,而不会对架构产生重大影响。使用分布式网络互连传感器收集的数据进行预测性维护是未来智能设备提高效率的一个例子。在大多数情况下,嵌入式传感器设计用于与智能模拟前端接口和紧密耦合的嵌入式信号处理,并且能够校正非线性和任何其他缺陷。高效的电源管理和智能采样技术对于常开,低功耗传感器的可靠运行至关重要。

嵌入式处理器:智能化系统意味着在大量工业“设备”中部署超低功耗安全嵌入式处理器。数据的本地处理是实时和低功耗嵌入式传感器模块的关键。在智能传感节点中,具有低于70uA / MHz的超低功耗嵌入式处理器和大量智能模拟接口是本地信号和数据处理的核心,包括FRAM等非易失性存储器(NVM)技术。 。由于不同的集成低功耗接口、智能电源管理和集成时钟参考,工业传感器的嵌入式处理器差异很大。此外,硬件和软件安全功能的组合是保护通信以及IP和数据篡改保护的关键。

智能工厂为工业4.0奠定了良好的基础

网络互连:无处不在的连接是工业互联网的基础。有线和无线连接的组合使工厂车间或仓库中的智能机器和组件的高度分布式网络成为可能。在智能工厂中,将IP地址直接分配给机器和传感器是必不可少的。目前,许多应用已采用工业以太网,大多数主要工业制造商正在考虑Wi-Fi、6LoWPAN、甚至无线技术,如BluetoothSmart。任何支持连接和智能电源管理的嵌入式低功耗MCU都可以使用纽扣电池供电10年。隔离:为了实现保护、的抗噪声和可靠运行,隔离技术已广泛应用于工业应用中。在许多工业系统中,通过隔离屏障传输高数据速率信息和宽带信号以进行测量和控制变得越来越重要。对于工业接口,高效率和抗高压浪涌的稳健性至关重要。在高带宽数据隔离应用中,可编程逻辑控制(PLC)背板、电机驱动通信和工业互联网也很常见。此外,隔离栅上的数据和电能的传输已经在诸如栅极驱动器和用于高压器件的工业传感器栅极驱动器的应用中得到应用。通常,智能电源管理和高精度模拟设备是所有上述子系统的通用组件。安全性和可靠性是首要要求,对于在车间部署智能机器和设备至关重要。其次,确保在发生故障时安全运行并防止黑客高度可靠和相互关联至关重要。