從第一次工業(yè)革命始于水和蒸汽作為動(dòng)力的機(jī)械化生產(chǎn)，到第二次工業(yè)革命開(kāi)啟了電氣時(shí)代，再到第三次工業(yè)革命伴隨著自動(dòng)化時(shí)代首款PLC出現(xiàn)在工廠車間，生產(chǎn)智能化在不斷的進(jìn)步。而現(xiàn)在正處于第四次革命即工業(yè)4.0，生產(chǎn)的產(chǎn)品與產(chǎn)線上機(jī)器之間持續(xù)進(jìn)行通信，這不僅可以優(yōu)化生產(chǎn)流程本身，還可使生產(chǎn)流程靈活適應(yīng)市場(chǎng)需求。

　　工業(yè)4.0概念最早出現(xiàn)在德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上。如今，這個(gè)概念及相關(guān)的智能制造風(fēng)靡全球，是當(dāng)今提升制造力的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。鑒于此，本期智能工業(yè)特刊誠(chéng)邀美信工業(yè)與醫(yī)療事業(yè)部資深技術(shù)專家 Suhel Dhanani探討智能工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)問(wèn)題。

　　美信工業(yè)與醫(yī)療事業(yè)部資深技術(shù)專家 Suhel Dhanani

　　工業(yè)4.0傳感器將走向小型化集成化

　　智能工業(yè)意味著傳感器、通信網(wǎng)關(guān)與高級(jí)分析引擎之間的互連，以降低運(yùn)營(yíng)成本、實(shí)現(xiàn)停機(jī)故障預(yù)測(cè)、優(yōu)化生產(chǎn)流程中的資源配置。Suhel Dhanani表示，這帶來(lái)的影響包括工廠或車間設(shè)備（系統(tǒng)）在內(nèi)的諸多方面，這些設(shè)備可以是現(xiàn)場(chǎng)傳感器、控制器、PC及其它硬件系統(tǒng)，終端設(shè)備需要交互傳輸有用的數(shù)據(jù)信息，通常連接至通信集線器、網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)，從而將數(shù)據(jù)傳至云端（或內(nèi)網(wǎng)）形成大數(shù)據(jù)。

　　同時(shí)，一旦數(shù)據(jù)放置在云端，可以通過(guò)不同的分析、優(yōu)化軟件對(duì)生產(chǎn)資源進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)多種任務(wù)：系統(tǒng)正常工作時(shí)間、計(jì)劃維護(hù)、功效、更高效地利用資源。Suhel Dhanani指出，這不是全部，生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以整合至制造商的ERP和CRM軟件中，從而使我們不僅可以更有效地安排生產(chǎn)流程計(jì)劃和成本，還可根據(jù)客戶信息實(shí)時(shí)更改組裝線和過(guò)程參數(shù)。

　　值得注意的是，傳感器在不斷小型化集成化中。Suhel Dhanani表示，圖所示為美信推出的業(yè)內(nèi)尺寸最小的IO-Link環(huán)境光傳感器，該傳感器可以讀取顏色值，并通過(guò)IO-Link鏈路發(fā)送該信息，整個(gè)系統(tǒng)的大小與曲別針差不多。

　　不僅如此，IO-Link光傳感器MAXREFDES23#還集成了六路傳感器：環(huán)境光、紅、綠、藍(lán)、紅外和溫度。光傳感器采用Maxim IO-Link設(shè)備收發(fā)器，內(nèi)置3.3V/5V線性穩(wěn)壓器、可配置輸出（推挽、pnp或npn）、反向極性/短路保護(hù)、各種故障監(jiān)測(cè)。Suhel Dhanani強(qiáng)調(diào)，該款I(lǐng)O-Link光傳感器系統(tǒng)中的所有元件均經(jīng)過(guò)仔細(xì)挑選，以確保滿足工業(yè)環(huán)境惡劣的工作條件。

　　提供Corona參考設(shè)計(jì)優(yōu)化工業(yè)傳感通道

　　在工業(yè)控制、工業(yè)自動(dòng)化、電機(jī)控制和過(guò)程自動(dòng)化應(yīng)用中，經(jīng)常要用到二進(jìn)制/數(shù)字傳感器和開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)通常采用光耦來(lái)隔離每路傳感器通道。Suhel Dhanani透露，美信的Corona參考設(shè)計(jì)提供前端接口電路，可大大減少可編程邏輯控制器（PLC）數(shù)字輸入模塊的隔離光耦數(shù)量。

　　Corona子系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

　　該參考設(shè)計(jì)可接受高壓輸入（36V，最大值），在小尺寸封裝內(nèi)提供電源和數(shù)據(jù)隔離。Corona設(shè)計(jì)集成一個(gè)八通道、數(shù)字輸入電平轉(zhuǎn)換器/串行器（MAX31911）、一個(gè)數(shù)據(jù)隔離器（MAX14850）和一個(gè)用于隔離電源的H橋變壓器驅(qū)動(dòng)器（MAX13256）。Corona數(shù)字輸入電路方案主要用于PLC、工業(yè)自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化和電機(jī)控制等應(yīng)用中的數(shù)字輸入模塊。

　　主攻工業(yè)視頻監(jiān)控低功耗電源設(shè)計(jì)方案

　　Suhel Dhanani表示，美信在視頻監(jiān)控的主攻方向是電源方案。視頻監(jiān)控領(lǐng)域的兩個(gè)主流設(shè)計(jì)趨勢(shì)是攝像頭持續(xù)小型化以及包含主要的處理環(huán)節(jié)，因此系統(tǒng)需要低功耗運(yùn)行。美信的電源方案具有業(yè)內(nèi)最小的封裝尺寸，電源轉(zhuǎn)換效率高于90%，因而功耗僅為競(jìng)爭(zhēng)方案的一半。（見(jiàn)下圖）

　　總體而言，美信布局智能工業(yè)戰(zhàn)略意圖明顯，工業(yè)傳感器是重中之重。Suhel Dhanani指出，研究機(jī)構(gòu)對(duì)傳感器市場(chǎng)的規(guī)模和發(fā)展做出了不同的預(yù)估，但可以肯定的是，隨著可分析數(shù)據(jù)量級(jí)的增長(zhǎng)，對(duì)用以收集數(shù)據(jù)的傳感器的需求也相應(yīng)增長(zhǎng)。整個(gè)傳感器市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）預(yù)計(jì)將達(dá)到兩位數(shù)，對(duì)于工業(yè)傳感器而言尤為如此。

　　最后，Suhel Dhanani強(qiáng)調(diào)，“普適測(cè)量”一詞（由艾默生提出）意味著傳感器無(wú)處不在，同時(shí)也意味著傳感器可以實(shí)現(xiàn)或很快即將實(shí)現(xiàn)在工廠、煉油廠、化工廠和其它工業(yè)廠區(qū)內(nèi)采集更多的過(guò)程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以為客戶更安全、更可靠、更經(jīng)濟(jì)地運(yùn)營(yíng)提供保障。
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