fido5000如何帮助JUMO为工业4.0做好准备

在工业自动化技术中可以看到由工业4.0和工业物联网（IIoT）推动的数字化转变。生产车间正在发生变化。各个生产基地正在联网;他们彼此之间以及不同公司部门之间甚至跨越公司边界进行通信。通过状态监测和优化机械装置和技术系统，可以显著提高整体生产的效率。然而，这需要企业中所有参与者（无论是人还是机器）之间的持续通信，以交换无数量的数据和各种参数。

连接处理曾经相对简单——来自各种系统的模拟传感器信号被传输到中央控制器并在那里数字化——在工业 4.0 时代，数字化正在向传感器转移。所谓的智能智能传感器的实施可以集成到复杂网络中的任何位置，允许它们通过网络传递记录的物理量的数字形式。如图2所示，除了实际的测量参数检测外，该智能传感器还将信号调理和处理的主要部分集成在一个外壳中。

图2.从简单的模拟传感器转变为智能传感器。智能模拟传感器包括完整的信号链和处理单元。

此外，智能传感器通常已经配备了总线接口。通过测量参数的数字化，可以以更快的速度传输更多的数据。另一个优点在于更强大的信号传输。通过数字信号传输，可以减少甚至完全防止信号变化和干扰。此外，在理想情况下，支持总线的传感器可以通过即插即用连接到网络，这意味着它们由控制单元自动检测。如果一个传感器发生故障，其他传感器将继续工作。

然而，所有这些都需要一个无处不在、高度可靠和实时的网络，从单个传感器和执行器扩展到机器，最后延伸到整个系统。以太网（尤其是工业以太网）已成为一套关键的通信标准。与以前的现场总线相比，工业以太网具有决定性的优势，例如在共享传输介质上高效同步传输更大的数据量。此外，工业以太网提供了在统一的基础上创建整个通信的可能性，这通过确定性的实时扩展补充了经典以太网。

正是针对此类应用，ADI公司去年向市场推出了实时以太网多协议（REM）开关芯片系列fido5000系列。该系列具有两个支持 TSN 的以太网端口，可实现线形、环形、星形和冗余星形网络拓扑等。此外，任何主机处理器都可以通过其可配置的内存总线接口与交换机芯片连接。fido5000 REM 交换机的灵活性使开发人员能够在标准不断发展的情况下使其设计经得起未来的考验，因为它支持当前每种工业以太网协议。

其中，这些优势是由位于富尔达的德国家族企业JUMO集团实现的。JUMO开发和制造用于测量，控制和分析物理和化学量的产品和系统解决方案，适用于各种行业，包括食品，空调，机械工程，化学和制药，包装以及水和废水。在这些行业的任何地方，都必须通过大型网络传输各种过程数据。这是fido5000的理想应用，也是它被用于最新的JUMO设计之一DICON touch的原因。

The JUMO DICON Touch

DICON 触摸是一个 2 通道过程和程序控制器，可以通过 TFT 彩色图形屏幕可视化，并且可以通过触摸直观地操作。除了提供以前可用的RS-422 / RS-485 MODBUS RTU，以太网和PROFIBUS DP接口外，最新的DICON touch还可以与PROFINET控制器连接和通信。这是通过其集成的fido5000 2端换机实现的，该交换机允许建立简单的网络拓扑。网络应用程序具有集成功能，包括注册数据评估、设置配置和用于在线可视化的 Web 服务器功能，这些功能与 PROFINET 实时数据交换一起提供。通过认证保证符合PROFINET标准并与不同制造商的应用兼容。®®

ADI和JUMO有着长期的合作关系。通过2016年收购Innovasic，ADI得以扩展其工业以太网产品组合。这使得ADI能够为客户提供一系列工业以太网应用——这一事实在与JUMO的合作中已经得到证明，并对两家公司之间的关系产生了积极影响。通过JUMO，ADI超越了单个元件的供应商，成为真正的设计合作伙伴。“通过ADI公司，我们获得了一个称职的合作伙伴，该合作伙伴为我们的多通道过程和程序控制器JUMO DICON touch开发PROFINET接口提供了非常专业的支持，”JUMO GmbH产品经理Klaus Otto说。

这种伙伴关系是ADI公司关注的主要焦点，未来将扩大。ADI在这些合作伙伴关系中的区别在于如何开展合作，以及如何利用各自的优势来促进合作。例如，ADI公司通过解决最新技术并在早期阶段应对严峻挑战，为其合作伙伴提供工业4.0领域的全面专业知识。

因此，ADI已经超越了人们所认为的传统半导体公司——ADI突破了硅技术的界限，并在软件、系统专业知识和专业知识方面进行了大量投资。这些知识与涵盖从传感器到云的整个信号链的无与伦比的功能选择相结合。挑战在系统层面得到解决。这加快了开发过程，缩短了产品的上市时间。因此，通过更早地启动下一代产品来提高竞争力。ADI帮助其合作伙伴满足他们的需求 - 无论是作为后台的被动合作伙伴，还是作为主动合作伙伴，为协作贡献其技术、经验和人才。

特别是在DICON touch的开发中，ADI公司提供了基于以太网协议PROFINET设计所有器件的解决方案。挑战在于开发一种尽可能通用的设备，为客户提供大量的可能性。DICON touch将作为一个模块化的强大概念进行开发：带有简单的插入卡和用于标准以太网的集成PHY，或者使用具有PROFINET功能的扩展插件卡。“在开发过程中，我们特别关注了市场上尚未推出的具有如此功能范围的个性化PROFINET解决方案，”Klaus Otto说。

除了fido5000 REM开关芯片外，集成的RapID平台还用于DICON Touch的开发。它演示了一个基于fido5000作为嵌入式设计的完整解决方案。它将fido5000开关芯片、通信处理器、JTAG接口和PHY以及闪存、SDRAM和EEPROM等不同存储器全部集成在一个板上。下一代RapID平台将包括一个功能更强大，更节能的ARM Cortex-M4处理器作为通信处理器，可以根据要求在其上实现其他过程。对于DICON touch的开发，现有RapID平台的特性，如通用预认证工业以太网协议的可用性，非常符合JUMO的利益。在RapID平台上下载所有相关信息，包括电路图和布局数据，大大减少了开发时间。RapID平台的另一个有趣功能（也是DICON touch）是动态的集成Web服务器，可用于以非常简单的方式读取或更改网络参数以及输入和输出数据。此外，还可以通过 RMII 和 I 配置 PHY。®®®2C 接口。此外，PROFINET模块可以在启动时更新，因为固件在DICON Touch上镜像。

因此，RapID平台对DICON Touch的灵活配置还支持固件更新和网络访问。在开发DICON Touch的过程中，创造力也没有限制。例如，标准闪烁的LED是PROFINET的一个重要功能，但没有在电子设备上实现。相反，DICON Touch的完整LCD显示屏将闪烁。

网络安全在DICON touch的开发中也发挥了关键作用。工业控制器的网络安全不能通过一刀切的解决方案来解决。相反，必须根据对系统的风险评估采取影响深远的方法。作为其安全战略的一部分，ADI公司专注于使其所有以太网组件尽可能安全。因此，当前的工业以太网和TSN解决方案是公司安全发展的重点之一。基于 fido5000 的 RapID 平台补充了安全功能，提供密钥管理、安全启动、安全更新和安全内存访问，以防止网络攻击。

图4.基于 fido5000 的 RapID 平台可作为评估套件提供。

结论

凭借fido5000系列和RapID平台，ADI为其合作伙伴提供了完美的应用解决方案，使他们能够满足未来的要求，如实时功能、可靠性、安全性等。在这种情况下，ADI不仅为客户提供纯产品，还为客户提供合作或支持其开发的可能性。这种合作的优势已经通过新的JUMO DICON触摸过程控制器的例子得到了证明。该项目的成功产生了一个安全、可靠和前瞻性的解决方案，该解决方案是在可管理的时间内共同开发的。

审核编辑：郭婷