工業(yè)4.0為元器件廠商帶來新機遇

作者：王瑩葉雷時間：2015-02-11 來源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：　　摘要：當(dāng)前全球制造業(yè)發(fā)展越來越呈現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的新特征，美國提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略、德國提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，主要意圖就是搶占智能制造這一未來產(chǎn)業(yè)競爭制高點。工業(yè)4.0革命將建立一個高度靈活的數(shù)字化、個性化產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，并將重組產(chǎn)業(yè)鏈分工。　　第四次工業(yè)革命是綠色工業(yè)革命，一系列生產(chǎn)函數(shù)發(fā)生從自然要素投入為特征，到以綠色要素投入為特征的躍遷，并普及至整個社會。其核心特征應(yīng)該是高效節(jié)能，網(wǎng)絡(luò)化與模塊化。　　工業(yè)4.0將會通過自動

　　(3)霍爾傳感器產(chǎn)品：

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/269810.htm

　　DRV5x霍爾傳感器產(chǎn)品是TI于2014年推出的全新產(chǎn)品，其具備工業(yè)等級或更高的可靠性，寬電壓范圍和豐富的靈敏度選擇范圍。

　　(4)線圈、繼電器驅(qū)動產(chǎn)品：

　　大部分馬達(dá)驅(qū)動芯片都可以用于線圈和繼電器驅(qū)動，包括DRV8803/DRV8804/DRV8806等，最具代表性的是DRV8860，八路帶串行控制接口的可級聯(lián)低邊驅(qū)動器，內(nèi)置自動PWM發(fā)生器。

　　Maxim：PLC對安全和認(rèn)證的需求也很大

　　工業(yè)4.0和智能工廠意味著我們處于一個需要變革的階段，工廠互聯(lián)程度比以往更高，能夠適應(yīng)最新的傳感器技術(shù)，并且在高度安全的環(huán)境中快速處理“大數(shù)據(jù)”。在此種環(huán)境下，不允許發(fā)生單點故障的情況。系統(tǒng)要能夠智能地進(jìn)行自調(diào)節(jié)，并在所有情況下保持高精度工作性能。因此，需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)監(jiān)測、電源跟蹤，以便降低發(fā)熱、提升整合度。

　　PLC已經(jīng)存在了近半個世紀(jì)，現(xiàn)在人們可能會有這樣的想法：PLC已經(jīng)非常成熟，因而沒有多少改進(jìn)的空間。然而，我們卻看到對新型控制IC的需求比以往都高得多。除了提升分辨率、加快速度、縮小尺寸、降低功耗和成本等需求外，對安全和認(rèn)證的需求也很大。

　　在Maxim，已經(jīng)著手尋求將多種分立功能集成至單顆IC的方法，從而為系統(tǒng)設(shè)計人員提供尺寸、功耗和成本方面的顯著優(yōu)勢。例如：Maxim的微型PLC技術(shù)演示平臺展示了模擬整合如何能夠?qū)崿F(xiàn)PLC尺寸縮小10倍、功耗降低50%、數(shù)字I/O速度加快70倍。Maxim的智能整合方式以及自身專有的工業(yè)技術(shù)確保上述性能得以實現(xiàn)。

　　除了微型PLC的項目外，Maxim還重點關(guān)注IO-Link和超聲流量計。Maxim計劃打造更多采用超聲技術(shù)的計量方案，包括：氣表。此外，Maxim還有三個面向電能計量的設(shè)計，包括交流監(jiān)測方案和電能測量方案。

　　Xilinx：FPGA和SoC顛覆傳統(tǒng)控制

　　對多軸控制有天然的優(yōu)勢

　　FPGA的特點是擅長做信號的并行處理和硬件加速。在電機方面，由于現(xiàn)在中高端的機器人、數(shù)控機床等會用到六軸及以上的電機，這方面基本是FPGA一統(tǒng)天下。而三軸、四軸方案有時會看到x86、DSP或FPGA方案。

　　中國現(xiàn)在四軸方案多一些，但是未來會向中高端去做。因為現(xiàn)在中國的電子元器件加工、食品飲料生產(chǎn)線、汽車生產(chǎn)線還主要靠采購國外設(shè)備，未來會逐漸國產(chǎn)化。

　　“針對工廠自動化設(shè)備、高端數(shù)控機床、機器人等方面，Xilinx主推基于Zynq處理器的解決方案，” Xilinx亞太區(qū)Zynq業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理羅霖說，“好處是可以把電機控制和工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)合起來，即用戶可以通過工業(yè)以太網(wǎng)(例如EtherCAT, Profinet, Powerlink等)把電機作為伺服從機，工業(yè)電腦是主機來控制(圖1)。”對此，Xilinx有相應(yīng)的參考設(shè)計，比如有Zynq開發(fā)板，上面可帶4個步進(jìn)電機/BLDC(無刷電機)，并提供相應(yīng)的算法，例如FOC(矢量控制)算法，另外，電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)等都可以在FPGA上進(jìn)行硬件實現(xiàn)。這樣的優(yōu)勢是性能會大大提高，像電流環(huán)控制只需要1.6μs，速度環(huán)3.2μs，位置環(huán)6.4μs，即用戶可以在6.4μs內(nèi)完成4個馬達(dá)的實時控制。

　　機器視覺助力精確

　　為了執(zhí)行器的路線走得準(zhǔn)確，還需要機器視覺來判斷物體的位置和大小。傳統(tǒng)的做法是前端會用一個攝像頭，采集的圖像會通過視頻采集卡傳到工業(yè)電腦上，比如可以用x86的處理器做后面的圖像處理和分析，即把智能放到后端去了。現(xiàn)在，新的趨勢是把智能移向前端，即把越來越多的圖像采集、處理、實時分析做到攝像頭端，為此，Xilinx專門推出了基于Zynq的開發(fā)套件——Smart Vision Dev Kit。