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IEEE标准推进工业4.0的五种方式

星星科技指导员 来源:嵌入式计算设计 作者:Jordon Woods 2022-06-24 16:00 次阅读

在世界各地,我遇到了为实现工业 4.0 承诺而投资数十万甚至数百万的客户。这种无处不在的连接新范式鼓舞着制造商,从最大的自动化原始设备制造商到新兴企业。他们看到了提高企业生产力、效率、适应性和盈利能力的潜力,并最终为员工、利益相关者和客户带来收益。

工业 4.0 承诺前所未有的灵活性水平,例如通过允许制造商适应季节性或不断变化的客户需求,转化为敏捷生产。我们将能够提高正常运行时间(控制开销和维护成本),减少资源时间和参与,并提高业务和客户的信心。这些只是我们可以预见的第四次工业革命可能带来的行业变革成果的几个例子。

获取、交流和分析数据的需求凸显了这些巨大的机遇。数据,最重要的是从这些数据中提取的见解,是获得所有这些改进的货币。然而,在当今的大多数工厂中,数据存在于孤立且无法访问的孤岛中,因此无法采取行动。多年来,制造商一直试图解决这个问题,但孤立地工作阻碍了这些项目。

进入时间敏感网络 (TSN),这是一组 IEEE 以太网标准,是满足工业 4.0 的许多强大成果的基础。借助 TSN,整个工厂的所有数据——从地板到服务器、前台以及介于两者之间的任何地方——都可以共存和通信。因为 TSN 是打破阻碍工业通信的现有数据孤岛的第一步,它可以实现对宝贵的决策数据的无处不在的访问。TSN 是帮助工业组织以五种关键方式实现工业 4.0 承诺的起点,所有这些都植根于使数据更易于访问。

创建共同语言

通过创建对时间同步的统一理解——以及对所有数据包和信息的统一处理——TSN 允许数据使用一种通用语言。虽然设备互操作性挑战仍然存在,但制造商将能够从他们的数据中获得更多价值,这些数据现在可以全部共存于同一以太网路径中。

实现可扩展性和敏捷性

TSN 可以帮助以太网管理一系列数据发送的传输速率,以便在所有优先级都有足够的带宽用于数据吞吐量。最终,制造商可以更轻松地增加或减少容量,并适应不断变化的客户优先级和需求。

支持更可靠的自动化

TSN 支持对准确性和精确度至关重要的实时、确定性数据。如果数据点(例如信号)的时间以任何方式延迟或关闭,机器可能无法正确响应并导致下游影响,从而降低生产力并导致收入损失。例如,考虑机器人与人类一起工作所需的精度;如果机器人的动作偏离一英寸,工人的安全就会受到威胁。TSN 促进了像这样的即时通信应用以及更多提高安全性和质量的应用。

帮助缩小信息技术 (IT) 和运营技术 (OT) 专家之间的鸿沟

通过提供一组通用工具,TSN 支持 IT 和 OT 团队通常不同且相互竞争的目标。它提供了一个支持协作的通用框架,一种共享语言。此外,我们看到许多 OT 专家接近退休年龄,这意味着他们将带着他们对当今现场总线的历史专业知识与他们一起退休。TSN 有可能通过提供一个通用框架来解决这些未来的技能差距,使 IT 专家能够支持工业以太网。这可以节省资源并提高生产力。

允许公司将其研发支出分配到其他地方

由于 TSN 解决了​​带宽限制,公司在尝试扩展或增加新容量时不再需要建立新的带宽分配。我们已经看到公司在基础设施上投资了数千万美元,而这些基础设施在十年后就变得过时或无效。TSN 大大减少了重建的需求,从而为支持更高自动化程度的技术投资创造了机会。例如,它通过培训员工管理和操作复杂的机器人系统来释放资金,用于再投资于提高员工技能。

结论

毫无疑问,TSN 标准是承诺工业 4.0 及其将改变的许多应用的关键基础构件——引领下一代技术彻底改变制造商的工作和运营方式。然而,这只是我们为实现第四次工业革命而构建的更广泛生态系统的一部分。这需要软件、中间件、先进的硅组件、杰出的发明家和工程师、敬业的技术人员和操作员、教育和时间。但我在 ADI 公司和整个行业的同事都相信这些新兴技术的巨大潜力,并且像我们的客户和合作伙伴一样,对几乎无穷无尽的机会感到鼓舞。

审核编辑:郭婷

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    演示板 102 可以轻松设置用于评估 LT1336 IC。请按照下面的程序操作以实现无错运行。 将低功耗电源的正极引线连接到 VIN (E3),并将负极引线连接到 GND (E7)。此电源的电压范围必须介于 10V – 15V 之间。 将高功耗电源的正极引线连接到 HV (E1),并将负极引线连接到 GND (E7)。推荐的最大工作电压为 50V。电容器、MOSFET 和 IC 的额定最大电压为 60V(绝对值)。 将驱动信号连接到 INTOP (E5) 和 INBOTTOM (E6)。高 INTOP 和低 INBOTTOM 会打开顶部 MOSFET 并关闭底部 MOSFET。低 INTOP 和高 INBOTTOM 会反转这些状态。当两个输入都为高或低时,所有 MOSFET 都将关闭。这些输入与 TTL/CMOS 兼容,并可承受高达 VIN 的输入电压。 在 OUT (E2) 和 GND (E7) 之间连接负载。 DC102A 本演示电路是一款面向一般应用的 N 沟道半桥。该半桥可用 TTL/CMOS 电平信号驱动至负责驱动 N 沟道 MOSFET 的 LT®1336 中。独立式高端驱动器稳压器可实现 100% 占空比的 PWM 操作,并不会出现中断。通过在供原型设计之用的空间...
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