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看美信如何应对工业4.0风靡浪潮

  从第一次工业革命始于水和蒸汽作为动力的机械化生产,到第二次工业革命开启了电气时代,再到第三次工业革命伴随着自动化时代首款PLC出现在工厂车间,生产智能化在不断的进步。而现在正处于第四次革命即工业4.0,生产的产品与产线上机器之间持续进行通信,这不仅可以优化生产流程本身,还可使生产流程灵活适应市场需求。

  工业4.0概念最早出现在德国汉诺威工业博览会上。如今,这个概念及相关的智能制造风靡全球,是当今提升制造力的一个热点和难点。鉴于此,本期智能工业特刊诚邀美信工业与医疗事业部资深技术专家 Suhel Dhanani探讨智能工业领域相关问题。

  看美信如何应对工业4.0风靡浪潮

  美信工业与医疗事业部资深技术专家 Suhel Dhanani

  工业4.0传感器将走向小型化集成化

  智能工业意味着传感器、通信网关与高级分析引擎之间的互连,以降低运营成本、实现停机故障预测、优化生产流程中的资源配置。Suhel Dhanani表示,这带来的影响包括工厂或车间设备(系统)在内的诸多方面,这些设备可以是现场传感器、控制器、PC及其它硬件系统,终端设备需要交互传输有用的数据信息,通常连接至通信集线器、网关、交换机,从而将数据传至云端(或内网)形成大数据。

  同时,一旦数据放置在云端,可以通过不同的分析、优化软件对生产资源进行优化,以实现多种任务:系统正常工作时间、计划维护、功效、更高效地利用资源。Suhel Dhanani指出,这不是全部,生产数据可以整合至制造商的ERP和CRM软件中,从而使我们不仅可以更有效地安排生产流程计划和成本,还可根据客户信息实时更改组装线和过程参数。

  值得注意的是,传感器在不断小型化集成化中。Suhel Dhanani表示,图所示为美信推出的业内尺寸最小的IO-Link环境光传感器,该传感器可以读取颜色值,并通过IO-Link链路发送该信息,整个系统的大小与曲别针差不多。

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  不仅如此,IO-Link光传感器MAXREFDES23#还集成了六路传感器:环境光、红、绿、蓝、红外和温度。光传感器采用Maxim IO-Link设备收发器,内置3.3V/5V线性稳压器、可配置输出(推挽、pnp或npn)、反向极性/短路保护、各种故障监测。Suhel Dhanani强调,该款IO-Link光传感器系统中的所有元件均经过仔细挑选,以确保满足工业环境恶劣的工作条件。

  提供Corona参考设计优化工业传感通道

  在工业控制、工业自动化、电机控制和过程自动化应用中,经常要用到二进制/数字传感器和开关。系统通常采用光耦来隔离每路传感器通道。Suhel Dhanani透露,美信的Corona参考设计提供前端接口电路,可大大减少可编程逻辑控制器(PLC)数字输入模块的隔离光耦数量。

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  Corona子系统设计框图

  该参考设计可接受高压输入(36V,最大值),在小尺寸封装内提供电源和数据隔离。Corona设计集成一个八通道、数字输入电平转换器/串行器(MAX31911)、一个数据隔离器(MAX14850)和一个用于隔离电源的H桥变压器驱动器(MAX13256)。Corona数字输入电路方案主要用于PLC、工业自动化、过程自动化和电机控制等应用中的数字输入模块。

  主攻工业视频监控低功耗电源设计方案

  Suhel Dhanani表示,美信在视频监控的主攻方向是电源方案。视频监控领域的两个主流设计趋势是摄像头持续小型化以及包含主要的处理环节,因此系统需要低功耗运行。美信的电源方案具有业内最小的封装尺寸,电源转换效率高于90%,因而功耗仅为竞争方案的一半。(见下图)

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  总体而言,美信布局智能工业战略意图明显,工业传感器是重中之重。Suhel Dhanani指出,研究机构对传感器市场的规模和发展做出了不同的预估,但可以肯定的是,随着可分析数据量级的增长,对用以收集数据的传感器的需求也相应增长。整个传感器市场的年复合增长率(CAGR)预计将达到两位数,对于工业传感器而言尤为如此。

  最后,Suhel Dhanani强调,普适测量一词(由艾默生提出)意味着传感器无处不在,同时也意味着传感器可以实现或很快即将实现在工厂、炼油厂、化工厂和其它工业厂区内采集更多的过程监测数据,可以为客户更安全、更可靠、更经济地运营提供保障。
本文选自电子发烧友《智能工业特刊》,更多优质内容,马上下载阅览
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