用于IIoT設(shè)計的纖巧、高能效IO鏈路收發(fā)器

在福特的德國制造工廠內(nèi)，3英尺高的協(xié)作機器人與人類同事合作，將減震器安裝到汽車上。他們的準(zhǔn)確性、靈巧性和力量補充了人們?yōu)楣S車間帶來的技能。在英國，該地區(qū)最大的在線雜貨配送公司Ocado依靠機器人手臂來挑選農(nóng)產(chǎn)品，并依靠其他機器人來處理包裝要交付的盒子。耐克和阿迪達斯正在大力投資自動化、機器人和人工智能（AI），以提高制造效率，同時降低成本。

注意到這里的趨勢了嗎？

在工業(yè)4.0研究中，普華永道采訪了1個國家的155，26名制造業(yè)高管，并指出了一些關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：

數(shù)字化將增加成熟市場的產(chǎn)量和靠近終端客戶市場的定制制造

人工智能才剛剛起步，但有望徹底改變運營決策的質(zhì)量。

大規(guī)模實施新技術(shù)，以連接端到端價值鏈并進行協(xié)作

通過數(shù)字化和采用工業(yè) 4.0 的原則，制造、履行和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的公司不僅提高了生產(chǎn)力，還提高了動態(tài)適應(yīng)新的或不斷變化的需求的能力。無需派遣技術(shù)人員到工廠車間重新校準(zhǔn)甚至更換傳感器，設(shè)備可以遠(yuǎn)程調(diào)整，或者自行執(zhí)行調(diào)整。智能工廠邊緣的智能使機器能夠根據(jù)實時健康和狀態(tài)信息自主優(yōu)化其性能。為了實現(xiàn)這些自動化功能，底層技術(shù)必須小巧、堅固、高性能且節(jié)能。

IO-Link 將智能轉(zhuǎn)移到邊緣
IO-Link 點對點通信技術(shù) （IEC 61131-9） 將常規(guī)傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄軅鞲衅?。該技術(shù)由一個IO-Link主站組成，該主站與更高級別的控制器（如可編程邏輯控制器（PLC））連接，并控制與連接的IO-Link設(shè)備（如傳感器和執(zhí)行器）的通信。IO-Link 主站和 IO-Link 設(shè)備之間的連接使用標(biāo)準(zhǔn)連接器（通常為 M12）和長達 3 米的 4 線或 20 線電纜。主站的多個端口中的每一個都連接到一個唯一的IO-Link設(shè)備，該設(shè)備以SIO或雙向通信模式運行。該技術(shù)旨在與現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)或其他現(xiàn)有工業(yè)架構(gòu)配合使用。IO-Link 技術(shù)有助于將智能技術(shù)推向自動化工廠的邊緣。

在IO-Link應(yīng)用中，收發(fā)器為運行數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的微控制器提供物理層接口，該微控制器管理IO-Link主站和設(shè)備之間的消息交換。它們支持高達 24V 的數(shù)字輸入和輸出。要為 IO-Link 應(yīng)用選擇合適的收發(fā)器，除了尺寸外，還要密切注意功耗。這些標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要，因為智能工廠，特別是隨著智能向邊緣移動，對小型化組件的需求越來越高。

MAX22513是用于工業(yè)傳感器、IO-Link傳感器和執(zhí)行器的最新IO-Link器件收發(fā)器之一，這是一款浪涌保護、雙驅(qū)動器器件，集成DC-DC降壓穩(wěn)壓器。它是業(yè)界體積最小、能效最高的收發(fā)器，與最接近的競爭解決方案相比，功耗降低了 4 倍，尺寸縮小了 3 倍。該器件集成的功能最大限度地減少了對多個分立解決方案的需求，這種方法不適合當(dāng)今的先進制造環(huán)境。該 IC 采用 28 引腳 QFN 封裝 （3.5mm x 5.5mm） 和 WLP 封裝 （4.1mm x 2.1mm）。支持 I2C只需要傳感器小型微控制器上的兩個通信引腳，從而釋放有限數(shù)量的GPIO用于其他目的。2Ω （典型值）低導(dǎo)通電阻驅(qū)動器和效率為 300% 的 80mA （最大負(fù)載） DC-DC 穩(wěn)壓器有助于實現(xiàn)低功耗。

審核編輯：郭婷