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工业4.0:打造面向未来的工业以太网 加速边缘到云端

2019年04月15日 11:27:00 来源: MEMS

第八届EEVIA年度中国ICT媒体论坛暨2019产业和技术展望研讨会在深圳顺利召开,一场产业与媒体的盛宴吸引了近50家行业资深媒体以及百名专业工程师的参加。会上的“硬菜”便是6位来自全球知名厂商的大咖演讲。

美国锡安市场研究公司调查报告指出2017年全球工业4.0市场价值约为6610亿美元,并预计到2024年将达到约1550.3亿美元,而在2018年至2024年间的复合年增长率将高于14.9%。工业4.0的市场正在逐渐爆发,物联网和大数据、机器学习、人工智能网络安全、可穿戴.....等新趋势风起云涌,但是ADI亚太区工业自动化行业市场部经理于常涛却认为,其带来愈渐强大的分析能力以及生产效率、安全性极速提升的同时,工业4.0的典型困境也随之而来:

实现工业4.0的路径和时间表不明确

许多正在发挥作用的业务基础因素带来不确定性

不能进行可能过时的投资

如果客户没有准备好,您也不能走得太快

但先行者会有极大的优势

对此,于常涛在本次论坛上发表了“加速迈向工业4.0——实现更快、更智能、更安全的工业自动化方案”主题演讲。向业界媒体和工程师们展示了作为全球领先的解决方案提供商ADI在工业领域的技术家底以及如何帮助客户尽早达成工业4.0的愿景。

应对精密运动控制新挑战

加速机器人集成

传统机器人的核心只是让机器人动起来,其关键技术大多只涵盖了运动控制、软硬件基础以及功能安全三个方面,面对更快速更精准更智能化的工业4.0未免捉襟见肘。对此,于常涛向大家展示了ADI的独特之处,能够将传统大型机器人的所有关键技术与快速增长的Cobot领域结合起来,提供精确、同步的控制和通信解决方案,提高能源效率和机器人生产力。

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“在机器人的各关节处应用传感器技术,检测当前的角度,比如在大负载情况下,手臂的抖动情况,同时机器人在工作过程当中,特别是需要跟工作人员紧密配合的时候一定不能伤到人。”于常涛举例说道。

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ADI利用自身广泛的运动控制系统级知识,再结合不同的传感模式,最终通过云和边缘节点的处理,能够提供异常准确和低延迟的信息。使得机器人在配对时的安全运行,同时也能够通过人工智能快速学习和适应。这其中传感、ToF、电源、连接、信号处理及安全技术,另外还有24Ghz与77GHz雷达,几乎涵盖了ADI在工业领域的所有核心技术。

加速软件可配置I/O

推动系统灵活性

工业I/O“随需应变”=终端用户灵活性

目前,很多传统工业应用的现场,包括工业自动化或者过程控制系统,其物理层的实现拥有大量的IO的接口,包括了模拟和数字的输入输出。然而一旦客户新增需求或者设备损坏的时候,生产数字或者系统发生变化,大量的IO接口就需要整体的搬移和变化,重新调整之后才能恢复生产,整个过程耗时耗力。对此,于常涛隆重介绍了ADI推出的软件定义IO,“这款产品大大降低对现场施工人员的要求,只用清楚地标明接口的数字型模拟型,正确地连接信号的正负,再结合现场的实施结构,即可通过软件的方式把系统完整地运行起来。”

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ADI新一代软件可配置技术,打造灵活的系统来支持快速重新配置,把停机时间和资本投入处于最低水平,以及轻松地适应不断变化的需求。使每一个IO实现软件可配置,降低自己产品的复杂性,为客户创造了许多直接的机会,同时也为实现IT/OT融合带来的规模优势奠定了基础。

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打造面向未来的工业以太网

加速边缘到云端

通向工业4.0的路上存在的许多关键挑战和机遇都与网络技术相关——泛在检测、不断增多的设备、云计算、机器间通信等,但是工业网络标准众多,型号复杂,新老设备和不同连接标准的设备之间实现联网经常遇到困难,工业系统之间的兼容性并不好。对此,于常涛详细介绍了ADI推出的工业以太网技术。“大家可以想象一下,一个单一的硬件平台,通过调用或者编写部分的软件方式,你就可以直接实施不同的工业以太网协议。”

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通过fido系列芯片支撑不同的协议栈(包括EtherCAT在内的各种主要工业以太网协议)、不同工业互联网的标准。同时fido系列的产品也会面对下一代工业互联网的标准,慢慢地从多种标准向TSN(时间敏感网络)里收窄,进一步提高带宽,解决工业里十分急迫的延时问题和优先级问题。于常涛表示,ADI在下一步的产品开发计划,会做出支持1G网络的TSN的网络的芯片,也包括fido的芯片,来帮助实现1GHz的TSN网络。

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此外,在运动控制方面,以ADIEtherCAT从站ASIC芯片fido5000和高性能ARM处理ADSP-CM40x为平台的新一代方案,为客户的高性能运控系统,提供了实时工业以太网的解决方案。

结合先进MEMS振动传感器

加速设备健康监测

工业4.0当前的实现形式是基于条件的监控。精确、实时的机器健康监测可以大大减少停机时间和维护成本。ADI的低延迟、基于条件的监测工具(CbM)将精确感知与嵌入式算法结合起来,以最少的额外处理手段进行实时监测,以极其可靠的实时数据和通信来防止生产中断、提高安全性、提高吞吐量和降低成本。

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“利用MEMS技术,机器健康数据将被转化为实时的、可操作的洞察用以防止中断,提高安全性和降低成本。”于常涛表示,“ADI的工业级MEMS加速度计产品,性能出色、产品系列全、稳定可靠。对比传统的压电陶瓷传感器,在DC特性、温漂、成本等方面都有着突出的差异化。”

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最后,通过SmartMesh无线网络将数据上传到云端,客户可以在各类终端设备上监控到电机的状况,并进行综合性的数据分析。

结语

在本次主题分享中,于常涛纵观ADI发展历程,还提出了合作伙伴的重要性。他认为:“优秀的合作伙伴不光是现有的产品可以非常匹配彼此现在的发展,同时技术路线也需要跟今后的发展一脉相承,对每一个领域有深入的研究,并保持强劲的研发投入。大家保持非常一致的步调,便可以大大加快产品的上市时间,缩短研发的投入。”

ADI作为全球领先的半导体供应厂商长期耕耘整个模拟器件领域,尤其是工业部分,对技术、产品、品质具有相当高的要求,完全符合优秀合作伙伴的要求,能够帮助工业设备OEM加速迈向工业4.0。


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