美信半導體：打開(kāi)工廠(chǎng)邊緣智能化新思路，助力工廠(chǎng)效率提升

對智能工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，讓設備保持安全穩定的持續運行尤為重要。據麥肯錫統計，工廠(chǎng)平均每年會(huì )停工800個(gè)小時(shí)，導致停工的原因有設備安全性檢查、設備故障維修等。以汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)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(chǎng)停工造成了高昂的經(jīng)濟損失。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，美信半導體召開(kāi)《賦予邊緣智能》線(xiàn)上媒體會(huì )。會(huì )上，Maxim Integrated工業(yè)與醫療健康事業(yè)部工業(yè)通信產(chǎn)品線(xiàn)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)與醫療健康事業(yè)部工業(yè)通信產(chǎn)品線(xiàn)副總裁

邊緣智能化新思路

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

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

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

軟件可配置IO：傳感器和執行器都是通過(guò)I/O與現實(shí)世界交互。傳統的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。

增強診斷功能：智能化設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(xiàn)器

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

圖1是傳統IO與IO-link集線(xiàn)器的對比。左邊是傳統IO方式，設備IO通過(guò)I/O卡與PLC主機連接，但I/O卡上的輸入輸出接口是固定的，一臺PLC支持的I/O點(diǎn)數也是有限的；當傳感器/執行器距離PLC很遠時(shí)，需要拉很長(cháng)的線(xiàn)；一臺PLC上會(huì )連接多個(gè)設備IO，接線(xiàn)編組復雜、難管理，若出現故障，不能快速辨識IO口對應的設備；同時(shí)，往往需要專(zhuān)門(mén)的工程師負責維修維護。假設需要接入一個(gè)新設備，先要確保PLC有多余的接口，還要重新拉線(xiàn)，很麻煩。

圖1右邊是使用了IO-Link集線(xiàn)器之后，傳感器/執行器IO接到IO-Link集線(xiàn)器上，IO-Link集線(xiàn)器與PLC之間只需拉一根線(xiàn)，簡(jiǎn)化了接線(xiàn)編組；IO-Link既可以接模擬設備，也可以接數字設備，輸入輸出也可選擇，對后端的傳感器/執行器來(lái)講更加靈活；而且IO-Link可以放置在靠近車(chē)間的位置，與設備間的距離近，減少了線(xiàn)材的浪費； IO-Link有很強的擴展能力，每個(gè)IO-Link可以接多個(gè)設備IO，若I/O點(diǎn)數不夠，也易于拓展；所有接入到IO-Link總線(xiàn)上的設備，都會(huì )有一個(gè)對應的I/O設備描述文件，當有設備接入的時(shí)候，IO-Link可自動(dòng)識別出設備屬性，技術(shù)人員還可利用軟件遠程配置更改參數，便于管理維護；IO-Link的結構導致它的通信標準在20米左右，也就說(shuō)每一級的距離都不會(huì )超過(guò)20米，加入新設備IO會(huì )比較簡(jiǎn)單。

圖1

圖2是傳統IO與軟件可配置IO對比。相較于傳統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參考設計，該設計結合了IO-Link收發(fā)器MAX22515和軟件可配置的模擬IO MAX22000。IO-LINK采用標準的M12接口，還有嵌入式I/ODD文件，使設計方便連入到網(wǎng)絡(luò )上，并且可通過(guò)IO-Link標準對向下的模擬輸入輸出接口進(jìn)行配置。

圖3