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ADI:立足四大关键技术 加速“新基建”下的工业互联网落地
  2020-08-04   

ADI公司系统解决方案事业部总经理赵轶苗曾总结指出:ADI五个重点关注的工业市场机会是:软件可配置系统、云端连接、机器健康监测与管理、系统安全以及机器人。对应前不久政府工作报告中提到的新基建计划,其中“可配置系统、云端连接、机器健康监测与管理、系统安全”为工业互联网落地提供了有力支撑,ADI最近的关键技术成就也不断在向这个方向进行了布局,为业界打造面向未来的工业互联网提供解决方案。

 

软件可配置系统支持工业柔性制造

随着工业4.0的出现,消费者的行为和需求也发生了变化,因此,制造商需要更灵活的系统来快速轻松地适应不断变化的要求,而不能再依赖为批量市场产品和可预测需求设计的固定的大规模系统。他们需要灵活的系统,此类系统支持快速重新配置,而且需要的停机时间和资本投入也非常低。

 

ADI新推出的AD74412R和AD74413R具有可重构的模块通道,可以快速、轻松地实现远程设计灵活的控制系统,同时无需进行大规模的重新布线。这极大地提高了制造商和工业运营商的实现速度和灵活性,并使其能够在不大量增加成本和停机时间的情况下进行更改。利用ADI的软件可配置I/O,制造商可更有效地实施新项目并实现更灵活的自动化控制,从而降低设计和安装成本,减少调试延迟。

 

让工业物联网“问诊”工业制造

工业物联网实现设备的实时高效连接,这样的网络基础设施能为工业制造带来哪些回报?在制造环节设备的健康实时监测应该是最具现实经济意义也最容易落地的一项。参与工业设备维护的人都知道设备发出的声音和振动是很重要的信息,通过声音和振动可以判断设备健康从而可以将维护成本降低一半,使用寿命延长一倍。

 

ADI公司团队在过去20年里一直致力于理解人类是如何解读声音和振动的,从而建立一个系统来学习、解译设备的声音和振动的含义,以检测异常行为并进行诊断。为实现工业设备震动监测,ADI在工业状态监测应用中率先推出了多个系列的高性能MEMS加速度计产品。ADXL100x系列单轴加速度计针对工业状态监控应用而优化,测量带宽高达50 kHz,g值范围高达±100 g,并且拥有超低的噪声性能;完整的振动检测系统ADcmXL3021还将高性能振动检测和各种信号处理功能相结合,借助宽带宽和典型超低噪声密度可以跟踪许多机器平台上的振动信号,可简化状态监测系统中的智能传感器节点开发。

 

值得一提的是,ADI公司的OtoSense体系结构就是一种支持计算机听觉的设备健康监测系统,让计算机能解设备发出的声音和振动主要指标,能够在问题变得严重之前确定工厂机器或汽车发动机中的潜在问题。ADI去年宣布收购专门从事电机和发电机预测性维护的公司Test Motors,ADI将结合其原有的工业状态监测解决方案技术,以及OtoSense的人工智能平台传感解译软件与Test Motors的监控功能相结合,创建更优化的解决方案,通过捕获更广泛的潜在故障为机器提供更先进、全面的健康状况监测。

 

打造兼容、高可靠性、低延迟的工业互联网连接

许多工业自动化技术的供应商和制造商都希望有独立于制造商的开放式通信平台,期望在系统范围内实现越来越多的自动化流程,而未来的工业4.0应用必须支持各种常见的网络拓扑,如线状和环状拓扑以及星形拓扑。为此,ADI公司打造的fido5000是一款具有两个以太网端口的实时以太网、多协议交换芯片,是可编程的 IEEE 802.3 10 Mbps/100 Mbps 以太网互联网协议版本 6 (IPv6) 和互联网协议版本 4 (IPv4) 交换机,可虚拟支持任意 2 层或 3 层协议。fido5000还支持时间敏感型网络 (TSN),未来基于TSN的工业以太网应用的需求将能够满足运动控制或安全等应用非常苛刻的实时要求。

 

在工业环境中,即使1ms的通信延迟也可能会对制造商的产品质量、吞吐量和效率产生负面、成本高昂的影响。为此,ADI推出的新型ADI Chronous™系列工业以太网解决方案ADIN1300,致力于解决部署具有低延迟和较小封装尺寸的工业以太网连接方面的重要挑战,以确保实时可靠的工业通信,缩短工业以太网网络周期时间。这是一款工业以太网物理层(PHY)产品,以帮助制造商应对关键的工业4.0和智能工厂在通信上的挑战,包括数据集成、同步、终端连接和系统互操作性。

 

要在现有的复杂工业环境中实现传统有线网络的部署,通常不仅成本高昂而且可能导致不可接受的停工损失,边缘节点如何通过无线可靠连接到外部网络,必须在系统架构设计期间预先设计鲁棒的通信协议。ADI的SmartMesh无线传感器网络可实现 >99.999%的数据可靠性,能够非常有效地解决数据通信的可靠性问题,它可以多年可靠地传输关键传感器和控制数据而不需要干预。目前该技术已成功在120个国家/地区部署了数以千计的客户网络。

 

打造安全至上的工业互联网

安全性是影响工业4.0普及最为关键的问题之一。ADI不仅需要确保工业物联网边缘内的数据安全无忧,还必须确保其对网络网关的访问免受恶意攻击,决不允许仿冒边缘节点来获取网络访问以进行不法活动。ADI在工业互联网的几乎所有环节都加强了安全设计考量,例如:SmartMesh线传感器网络具有加密、身份验证和消息完整性检查功能,保证无线网络通信的安全性;供双端口、多协议连接的fido5000 RapID®平台将能够实现多项安全功能,包括提供密钥生成/管理、安全启动、安全更新和安全存储器访问,从而防止网络绑定攻击。

 

此外,功能安全在工业 4.0 中发挥着重要作用—不仅因为安全是未来工厂的基本要素,而且因为功能安全还可确保更高的可靠性、更精确的诊断和更大的弹性。IEC 61508 是工业应用中所用集成电路设计的功能安全标准,ADI 已经采用此标准来扩展本已非常严格的新产品开发流程。

 


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