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熄灯不停产@@，这样的@@超级工厂@@是如何打造出来的@@@@？

judy — Fri, 10 Nov 2023 06:28:52 +0000

24小时连续作业@@，无人工干预@@，机器自助配合@@，质量远程监控@@……产业界将具备这些@@特点的@@工厂@@定义为@@“熄灯工厂@@@@”，也可称为@@“关灯@@工厂@@@@”或@@“黑灯工厂@@@@”。当前@@，全球头部品牌的@@汽车制造工厂@@@@，智能手机@@/PC代工厂@@@@，很多都是以@@@@“熄灯工厂@@@@”标准@@来打造@@。

“熄灯工厂@@@@”的@@架构和@@价值@@

“熄灯工厂@@@@”代表着全自动化@@的@@生产@@流程@@。通过@@“关灯@@”运转模式@@，工厂@@在@@生产@@效率和@@库存周期等方面得到@@明显改善@@，助力企业的@@可持续发展战略@@。达沃斯世界经济论坛与@@管理咨询公司麦肯锡将这些@@先进的@@工厂@@定义为@@“灯塔工厂@@@@”，截至@@目前@@@@，全球共有@@132座@@“灯塔工厂@@@@”，其@@中@@50座@@位于中国@@。

“熄灯工厂@@@@”作为@@工业@@@@4.0的@@典型应用@@@@@@，其@@体系架构和@@工业@@@@4.0类@@似@@，如下图@@所示@@。

图@@1：工业@@4.0体系框图@@@@（图@@源@@：Plattform Industrie 4.0）

这样看可能不够具体@@，我们以@@富士康@@工业@@互联@@网@@的@@智能工厂@@@@架构来具体看一下@@“熄灯工厂@@@@”的@@组成@@。如下图@@所示@@，“熄灯工厂@@@@”是富士康@@工业@@互联@@网@@的@@主要应用@@@@之一@@，其@@非常大的@@改变是软硬件对人的@@替代@@：系统中的@@决策@@者变成了各种智能软件系统@@，管理者则是操作系统配合硬件系统@@，执行者是各种终端设备@@。

图@@2：富士康@@工业@@互联@@网@@云@@架构和@@@@“熄灯工厂@@@@”应用@@@@（图@@源@@：富士康@@）

在@@人工成本快速上@@涨@@，产品迭代速度日益加快的@@大背景下@@，“熄灯工厂@@@@”是工业@@@@制造领域发展的@@必然趋势@@，带来了更高的@@柔性生产@@@@效率和@@协同生产@@能力@@。同时@@，“熄灯工厂@@@@”具备更高效@@@@、高质量的@@自动质量检测能力@@，有效避免了人工主观造成的@@漏检与@@误检@@，能大幅提高产品交付质量@@。当然@@，“熄灯工厂@@@@”并不意味着完全无人化@@，只是将生产@@@@、决策@@、调度的@@权利留给了前端设备@@，极少数的@@人员在@@后端负责监管和@@运维@@。

通过@@图@@@@2我们能够清晰地看到@@@@，“熄灯工厂@@@@”的@@企业层主要由各种功能@@软件和@@系统组成@@，车间@@层主要是各种硬件系统和@@连接@@技术@@@@，设备层则是具体的@@设备和@@仪器@@。“熄灯工厂@@@@”涉及的@@关键技术@@包括@@云@@计算@@、大数据@@@@、物联网@@@@、人工智能@@、自动质量和@@工业@@自动化@@等@@，这些@@关键技术@@均以@@电子元器件为基础构建@@底层系统@@，这是@@贸泽电子@@携手原厂为产业发挥赋能价值的@@地方@@。

为了持续提升这些@@核心技术@@的@@整体性能@@@@，信号链@@、微控制@@器@@、传感器@@、网@@关芯片和@@电源管理芯片等也在@@持续突破@@。以@@传感器@@为例@@@@，已经不仅是简单地将物理信号转换为数字信号@@，在@@小型化@@、集成化的@@前提下@@，也逐步具备了智能化的@@能力@@。

下面我们就来具体看一下@@，构建@@“熄灯工厂@@@@”可以@@用@@到@@哪些性能@@领先的@@电子元器件@@。

“熄灯工厂@@@@”中的@@机器视觉@@@@

上@@面已经提到@@@@，“熄灯工厂@@@@”一大显著特点是仅需要少数几个人根据现场信号灯来解决一些突发情况@@。我们都知道在@@传统工厂@@中很多工作需要人眼去做判断@@@@，那么@@机器在@@执行相同的@@操作@@，甚至@@是更复杂的@@操作时@@，也需要具备这种视觉能力@@，这就是为什么机器视觉@@会如此被重视@@。

GGII数据@@显示@@，2022年@@中@@国机器视觉@@市场规模为@@170.65亿元@@，预计到@@@@2027年@@将达到@@@@565.65亿元@@，其@@中@@2D视觉市场规模将达到@@@@407.15亿元@@，3D视觉市场规模将达到@@@@158.5亿元@@。快速增长的@@机器视觉@@技术@@在@@@@“熄灯工厂@@@@”里主要从@@事以@@下几方面的@@工作@@：

#01. 引导定位@@

为了让包括@@机械臂在@@内的@@产线@@设备能够找准目标物的@@位置@@，基于@@图@@像处理@@和@@分析@@技术@@的@@视觉定位引导系统便是系统中不可或@@缺的@@一部分@@，在@@上@@下料@@、生产@@、装配等环节发挥重要作用@@@@，其@@配置模式包括@@固定机位模式@@、移动机位模式以@@及@@混合模式@@。

#02. 外观检测@@

机器视觉@@质检技术@@是一种信号链@@@@、无损伤的@@自动检测技术@@@@，过往这是@@生产@@制造环节用@@人工较多的@@地方@@，换用@@机器视觉@@检测系统之后@@，在@@尺寸检测@@、形状检测@@、外观缺陷检测等方面得到@@明显改善@@。

#03. 高精度检测@@

在@@检测环节@@，引入机器视觉@@之后@@，系统检测的@@能力已经超出@@人类@@极限@@，可以@@实现@@毫米级@@，甚至@@是微米级的@@检测@@，比如@@电路板引脚检测@@、硬币字符检测等@@。

#04. 识别和@@分拣@@

机器视觉@@能够对图@@像进行处理@@@@、分析@@和@@理解@@，以@@识别各种不同模式的@@目标和@@对象@@，主要的@@识别手段包括@@@@Blob分析@@法@@（BlobAnalysis）、模板匹配法和@@深度学习法@@。同时@@，系统基于@@识别的@@结果还可以@@进一步结合机械臂增加分拣环节@@，这在@@目前@@的@@仓储和@@快递行业已经非常普遍@@。

因此@@，机器视觉@@是实现@@工业@@自动化@@和@@智能化的@@必要手段@@，相当于人类@@视觉在@@机器上@@的@@延伸@@，具备精确性@@、持续性@@、高效性和@@可重复性等特点@@。为了帮助大家更好地打造机器视觉@@方案@@，在@@此我们为大家推荐一款来自制造商@@ADI的@@100万像素@@飞行时间模块@@@@，贸泽电子@@官网@@上@@@@该器件的@@料号为@@@@ADTF3175BMLZ。

图@@3：ADTF3175 100万像素@@飞行时间模块@@@@（图@@源@@：贸泽电子@@）

ADTF3175基于@@ADSD3100进行设计@@@@，集成了用@@于成像器@@的@@镜头和@@光学带通滤波器@@@@、包含光学@@188足彩外围@@app 的@@红外照明源@@、激光二极管@@、激光二极管@@驱动器和@@光电检测器@@、闪存以@@及@@电源稳压器@@，可产生本地电源电压@@。

图@@4：ADTF3175模块@@系统框图@@@@@@（图@@源@@：ADI）

作为@@ADTF3175模块@@的@@核心@@，ADSD3100是一款@@100万像素@@CMOS间接飞行时间@@（ITF）成像器@@，设计@@用@@于高分辨率@@3D深度传感和@@视觉系统@@。该芯片支持@@@@1024（水平@@）×1024（垂直@@）像素阵列@@，3.5μm×3.5μm方形像素@@，以@@及@@1/3.6英寸光学格式@@。

图@@5：ADSD3100系统框图@@@@（图@@源@@：ADI）

ADSD3100通过@@移动行业处理@@器接口@@(MIPI)、摄像头串行接口@@2（CSI-2）接口与@@主机系统进行电气连接@@@@，这一点在@@@@ADTF3175模块@@上@@得到@@了@@充分利用@@@@。同时@@，ADTF3175模块@@编程和@@操作通过@@@@4线@@SPI和@@I2C串行接口进行控制@@@@。

除了@@机器学习系统以@@外@@，ADTF3175模块@@还可用@@于机器人@@、楼宇自动化@@和@@增强现实@@(AR)系统等应用@@@@方向@@。

“熄灯工厂@@@@”中的@@状态监测@@

机器视觉@@的@@应用@@@@很多都是为了让工业@@制造系统清晰地了解产品的@@状态量@@，其@@实系统自身的@@状态量监测也很重要@@。如果系统能够及时发现和@@预测出故障的@@发生@@，将会大幅度提升设备运行的@@可靠性@@。

一般而@@言@@，设备从@@正常运转到@@发生故障停机@@，有一个发生和@@发展的@@过程@@，很多故障并不是突发的@@@@。因此@@，在@@“熄灯工厂@@@@”里都会有一个工况监测系统@@，属于设备管理系统的@@一部分@@。通过@@这个系统@@，能够准确把握系统中各设备的@@运转情况@@。这样做对于产线@@良率的@@保持也很有帮助@@。

作为@@MEMS惯性@@188足彩外围@@app 的@@一种@@，MEMS加速度计能够测量物体的@@加速力@@，从@@而@@得到@@物体的@@振动和@@位置信息@@，让物体能够了解自身状态@@，因此@@在@@@@“熄灯工厂@@@@”里得到@@广泛应用@@@@@@，典型应用@@@@包括@@振动检测@@、姿态控制@@@@、安防报警@@、状态记录@@、动作识别等@@。

接下来@@，我们便为大家介绍一款性能@@领先的@@@@MEMS加速计@@，同样是来自制造商@@ADI，贸泽电子@@官网@@上@@@@，该器件的@@料号为@@ADXL367BCCZ-RL7。

图@@6：ADXL367 MEMS加速计@@（图@@源@@：贸泽电子@@）

ADXL367 MEMS加速计@@是一款@@超低功耗@@@@三轴微机电系统@@(MEMS)加速计@@，在@@100Hz输出数据@@速率下仅消耗@@0.89μA电流@@，在@@运动触发唤醒模式下消耗@@180nA电流@@。与@@使用@@功率占空比来实现@@低功耗@@的@@加速计@@不同@@，ADXL367没有通过@@欠采样混叠输入信号@@，而@@是采用@@全数据@@速率对传感器@@的@@整个带宽进行采样@@。器件内部的@@低通滤波器转角自动设置@@，以@@确保满足奈奎斯特采样准则@@。

图@@7：ADXL367 MEMS加速计@@在@@几种电源电压下的@@电流@@消耗与@@输出数据@@率@@（图@@源@@：ADI）

ADXL367 MEMS加速计@@具有@@@@14位恒定输出分辨率@@。同时@@，在@@较低分辨率足够时@@，还提供@@@@8位格式化数据@@@@实现@@更高效@@的@@单字节传送@@。为了兼容@@ADXL362设计@@，还支持@@@@12位格式化数据@@@@。该器件具有@@@@±2g、±4g和@@±8g测量范围@@可供选择@@，在@@±2g范围@@内@@，分辨率为@@0.25mg/LSB。

ADXL367是一款@@高集成@@、多性能@@的@@器件@@，内置微功率温度@@传感器@@@@，用@@于同步转换额外模拟输入和@@具有@@中断能力的@@内部模数转换器@@(ADC)、可以@@在@@任何输出数据@@速率下工作和@@仅增加@@35nA电流@@的@@单击和@@双击检测@@@@，以@@及@@防止误触发的@@状态机@@。

图@@8：ADXL367 MEMS加速计@@功能@@框图@@@@（图@@源@@：ADI）

图@@9：ADXL367单击和@@双击检测@@（图@@源@@：ADI）

ADXL367 MEMS加速计@@提供@@深度多模输出先进先出@@(FIFO)功能@@。

图@@10：ADXL367 MEMS加速计@@FIFO读取功能@@@@（图@@源@@：ADI）

图@@11：ADXL367 MEMS加速计@@SPI FIFO读取功能@@@@（图@@源@@：ADI）

除了@@24/7全天候不间断感测和@@工业@@应用@@@@以@@外@@，ADXL367 MEMS加速计@@还可用@@于运动使能省电开关@@、运动使能计量设备@@、数字医疗保健@@@@、单节电池供电的@@智能手表@@、智能家居@@、产销合一商品和@@生命体征监控设备等应用@@@@中@@。

“熄灯工厂@@@@”的@@下一步@@：精益化@@

“熄灯工厂@@@@”的@@广泛部署打通了离散制造企业的@@设备@@、网@@络@@、控制@@、车间@@、企业间的@@信息流与@@控制@@流@@，帮助企业实现@@了数字化和@@智能化升级@@。不过@@，当前@@很多@@“熄灯工厂@@@@”解决的@@痛点还主要是机器替代人工@@，虽然提高了生产@@效率@@，不过@@对于生产@@任务的@@变动不能灵活地响应@@。在@@生产@@的@@过程中@@，大部分自动化@@设备只能从@@事简单重复的@@工作@@，对于使用@@复杂系统的@@产品生产@@难以@@胜任@@。另外@@，有些企业为了强制性推动@@“熄灯工厂@@@@”的@@概念@@，导致工厂@@能耗大幅度上@@涨@@。

因此@@，“熄灯工厂@@@@”下一步发展趋势是精益化@@@@。精益化@@首先@@要求@@@@“熄灯工厂@@@@”各环节的@@设备和@@系统需要具备更高的@@智能化水平@@@@，与@@时下另一大热门理念@@——“柔性生产@@@@”进行融合@@，从@@机械自动化@@迈向柔性自动化@@@@，对产品具有@@自主建模@@、自主规划的@@能力@@。

精益化@@其@@次@@是要求@@@@“熄灯工厂@@@@”和@@企业的@@可持续发展战略相一致@@，在@@提升生产@@效率的@@同时@@降低工厂@@整体能耗@@，持续降低制造型企业的@@碳排放@@，助力工业@@的@@@@“双碳目标@@”实现@@。

从@@“熄灯工厂@@@@”后续发展态势不难看出@@，智能化和@@低功耗@@的@@属性是非常明显的@@@@，这就要求@@应用@@@@于这一方向的@@元器件同样具备这些@@特征@@，当然@@这也是贸泽电子@@元器件新品的@@卖点@@。

可靠而@@高效@@的@@@@工业@@@@PCB连接@@，如何轻松实现@@@@？

judy — Tue, 05 Sep 2023 06:38:52 +0000

让机器代替人去工作@@，是人类@@社会发展的@@一个主旋律@@，围绕这个愿景的@@努力和@@尝试从@@未停止@@。到@@了@@20世纪@@后半期@@，人们又在@@工业@@@@制造中引入了@@“自动化@@”的@@概念@@，也就是采用@@各种技术@@@@、方法和@@工具@@，尽可能减少生产@@流程中的@@人为干预@@，使得整个流程更加高效@@、快速和@@无差错@@，从@@此人类@@正式走入了工业@@自动化@@时代@@@@。

进入@@21世纪@@，人类@@在@@工业@@@@自动化@@的@@基础上@@又向前迈了一大步@@。工业@@4.0的@@概念@@被提出@@，其@@主旨就是通过@@各种信息化的@@技术@@推动工业@@的@@数字化转型@@，释放出蕴藏在@@数据@@中的@@巨大潜能@@，引领工业@@制造进入@@智能化时代@@@@。

不过@@，无论工业@@自动化@@如何演变@@，在@@生产@@制造的@@现场@@，各种分析@@@@、决策@@和@@控制@@的@@最终落脚点@@，主要还是在@@电机这个执行部件的@@驱动上@@@@——让电机根据控制@@指令及时@@、准确地动作@@，是不可或@@缺的@@关键一环@@。变频器@@和@@伺服驱动器@@就是工业@@@@自动化@@中完成电机驱动@@很常见的@@设备@@。

电机驱动@@方案的@@连接@@挑战@@

变频器@@的@@工作原理是先将工频交流电源通过@@整流器转换成直流电源@@，然后@@再把直流电源转换成频率@@、电压均可控制@@的@@交流电源@@，通过@@改变这个交流电源的@@频率实现@@电机速度调节@@。变频器@@通常由整流单元@@、中间电路@@、逆变器和@@控制@@器四部分组成@@，适用@@于@@变频电机@@、普通交流电机的@@驱动@@。

伺服驱动器是一种更加复杂和@@精准的@@电机驱动@@设备@@，它是在@@开环控制@@的@@交直流电机的@@基础上@@@@，将通过@@旋转编码器@@、旋转变压器@@等获取的@@速度和@@位置信号反馈给驱动器做闭环负反馈的@@@@PID调节控制@@@@，再加上@@驱动器内部的@@电流@@闭环调节@@，使得输出的@@位置@@、方位@@、状态等被控量@@，能够跟随输入目标@@（如位移或@@转角@@）的@@变化而@@自动调控@@，形成一个能够实现@@动态平衡的@@随动系统@@。

变频器@@和@@伺服驱动器@@两者的@@技术@@架构和@@特性@@，决定了它们适用@@于@@不同的@@应用@@@@场景@@@@。一般来讲@@，变频器@@系统相对简单@@，成本较低@@，功率更高@@，适合在@@对速度和@@力矩控制@@要求@@不是很高的@@场景中使用@@@@；而@@伺服驱动器具有@@高精度@@、高性能@@@@、高响应的@@特点@@，在@@有严格位置控制@@要求@@的@@场景中更适用@@@@。

图@@1：变频器@@（左@@）和@@伺服驱动器@@（右@@）（图@@源@@：Phoenix Contact）

虽然技术@@特点和@@应用@@@@场景不尽相同@@，但是@@在@@工业@@@@自动化@@发展的@@大潮中@@，变频器@@和@@伺服驱动器@@等电机驱动@@设备面临的@@挑战却有很多相同之处@@，其@@中@@一个非常值得关注的@@课题就是@@PCB连接@@性设计@@上@@的@@挑战@@。

一方面@@，随着@@工业@@设备智能化水平@@的@@提升@@，需要越来越多地接入相关的@@传感@@、控制@@信号和@@数据@@@@，以@@及@@供电电源@@，因此@@外部端口的@@设计@@会更复杂@@；另一方面@@@@，随着@@设备功能@@的@@@@增加@@，工业@@设备内部架构也会变得越发复杂@@，内部不同组件@@、模块@@和@@@@PCB之间@@的@@互连@@性设计@@难度也会加大@@。

而@@且@@所有这些@@互连@@方案的@@设计@@@@，还必须要满足小型化以@@及@@工业@@应用@@@@特有的@@可靠性要求@@@@。此外@@，值得注意的@@是@@，工业@@PCB连接@@设计@@还需要考虑到@@现场装配和@@维修等工作的@@要求@@@@，尽可能简化连接@@过程@@，让连接@@操作更简便@@、更高效@@。

所有这些@@设计@@挑战@@，转化为对变频器@@和@@伺服驱动器@@@@PCB连接@@设计@@的@@要求@@@@，可以@@概括为以@@下四个要点@@：

1. 具有@@可靠的@@电气连接@@特性@@

2. 适应空间紧凑的@@应用@@@@要求@@@@

3. 支持@@简便高效的@@配接操作@@

4. 提供@@灵活多样的@@可扩展性@@

好消息是@@，Phoenix Contact全系列@@工业@@@@PCB连接@@产品@@，就是为满足上@@述这些@@要求@@而@@设计@@的@@@@，无论是外接端口还是内部连接@@@@，开发者都可以@@从@@中找到@@理想的@@解决方案@@！下文就为大家推介其@@中@@三款代表性的@@产品@@，相信它们可靠而@@高效@@的@@@@连接@@特性@@，一定会令你过目不忘@@。

PTS和@@PTSA PCB接线@@端子@@

PCB接线@@端子@@的@@作用@@@@，就是将线@@缆@@可靠地连接@@到@@@@PCB上@@。在@@很多人眼里@@，这是@@一个结构相对简单的@@互连@@组件@@，但想要设计@@出一款满足工业@@应用@@@@要求@@的@@@@PCB接线@@端子@@，还是要费一些心思@@。

以@@Phoenix Contact的@@PTS和@@PTSA PCB接线@@端子@@为例@@@@，为了实现@@更高效@@的@@快速接线@@@@，其@@采用@@了直插式技术@@@@，组装时无需使用@@工具@@，按入式弹簧连接@@技术@@能够在@@快速连接@@的@@同时@@确保互连@@的@@可靠性@@。与@@标准@@螺钉端接和@@实心导线@@插件选项相比@@，这种接线@@端子@@的@@接线@@速度更快@@，配接操作十分简便@@。此外@@，PTS和@@PTSA PCB接线@@端子@@还设有水平@@电线@@连接@@和@@集成测试点@@，可快速识别连接@@正确性@@，为用@@户实际操作提供@@便利@@。

在@@设计@@灵活性和@@可扩展性方面@@，PTS和@@PTSA PCB接线@@端子@@也有非常全面的@@考量@@。比如@@这些@@产品系列@@提供@@@@2至@@24位的@@型号可选@@；具有@@2.5、3.5、5和@@7mm脚距@@，额定电流@@范围@@从@@@@2A至@@12A，额定电压从@@@@160V至@@320V；同时@@，还可提供@@不同的@@安装角度选项@@，包括@@45°、直角@@、直式@@、水平@@和@@垂直@@产品@@，可以@@满足多样化的@@设计@@要求@@@@。而@@且@@，由于这些@@@@PCB接线@@端子@@作为@@单片组装@@，因此@@可轻松定制极数或@@色编码@@，满足用@@户个性化的@@设计@@要求@@@@。

可见@@。PTS和@@PTSA PCB接线@@端子@@身上@@体现出的@@易用@@性和@@灵活性@@，可以@@满足广泛工业@@@@PCB连接@@场景中高效连接@@的@@要求@@@@，在@@变频器@@和@@伺服驱动器@@这两种设备中@@应用@@@@再合适不过@@了@@。

图@@2：PTS和@@PTSA PCB接线@@端子@@（图@@源@@：Phoenix Contact）

COMBICON control接线@@端子@@

从@@名称就能够看出@@，COMBICON control是面向测量和@@控制@@应用@@@@的@@@@PCB接线@@端子@@产品@@，其@@包括@@固定式和@@插拔式两种类@@型@@，前者适用@@于@@直接@@PCB连线@@@@，后者则可与@@插入式连接@@器@@@@适配@@，提供@@水平@@@@、垂直@@或@@倾斜等不同方向的@@快速连接@@@@。

图@@3：COMBICON control接线@@端子@@（图@@源@@：Phoenix Contact）

简单易用@@@@、可靠而@@高效@@——这是@@COMBICON control接线@@端子@@非常突出的@@特点@@。为了达到@@这个设计@@目标@@，COMBICON control接线@@端子@@采用@@了螺钉@@、推入式弹簧@@、刺破式和@@压接等不同的@@连接@@方式@@，这些@@连接@@方案各具特色@@，能够满足不同应用@@@@的@@特定要求@@@@，而@@且@@它们都可以@@在@@确保可靠的@@电气连接@@的@@同时@@@@，大大简化配接的@@操作过程@@，树立了行业标杆@@。

图@@4：COMBICON control接线@@端子@@采用@@多样的@@连接@@方式@@（图@@源@@：Phoenix Contact）

此外@@，COMBICON control接线@@端子@@中还包括@@经过防爆认证的@@产品@@，这些@@产品已通过@@@@IEC/EN 60079-0 和@@IEC/EN 60079-7标准@@的@@认证@@，对于那些工作于有潜在@@爆炸性风险环境的@@设备@@，此类@@@@PCB接线@@端子@@显然是不二之选@@。

MKKDS系列@@固定式接线@@端子@@@@是@@COMBICON control中的@@一个代表性产品@@，其@@采用@@双排设计@@@@，接线@@密度高@@；且由于层间相互错开@@，因此@@很便于接线@@操作@@。该产品提供@@@@3.5mm和@@5mm的@@针距@@，外形紧凑@@，螺钉接线@@的@@方式能够确保线@@缆@@的@@稳固连接@@@@，因此@@十分适合于变频器@@控制@@电路接口等相关产品的@@设计@@@@。

图@@5：MKKDS系列@@固定式接线@@端子@@@@（图@@源@@：Phoenix Contact）

在@@COMBICON control可插拔连接@@器@@方面@@，DFMC系列@@是值得推荐的@@产品@@。该连接@@器@@是@@2.54mm和@@3.5mm针距的@@双排超薄@@连接@@器@@@@，外形小巧@@；其@@采用@@弹簧接线@@的@@方式@@，提供@@可选的@@螺顶法兰和@@锁放杆@@，锁放杆松开时可起到@@助推作用@@@@，兼顾了连接@@的@@稳固性和@@便利性@@，适用@@于@@伺服驱动器控制@@电路接口等应用@@@@场景@@。

图@@6：DFMC系列@@可插拔连接@@器@@@@（图@@源@@：Phoenix Contact）

拥有优异的@@特性@@，再加上@@丰富的@@产品组合@@，以@@及@@与@@波峰焊等自动化@@生产@@工艺兼容@@，COMBICON control接线@@端子@@在@@工业@@@@自动化@@设备的@@@@PCB连接@@中总是扮演着重要的@@角色@@。

无处不在@@的@@数据@@连接@@@@

随着@@工业@@自动化@@对于数据@@的@@依赖越来越多@@，提供@@可靠数据@@传输的@@连接@@器@@和@@通信@@接口在@@变频器@@和@@伺服驱动器@@中的@@应用@@@@也日趋广泛@@。

板对板连接@@器@@@@是实现@@高密度的@@@@PCB互连@@、实现@@更紧凑设计@@的@@重要技术@@路径@@。针对工业@@设备内部@@PCB连接@@，Phoenix Contact的@@FINEPITCH板对板连接@@器@@@@提供@@了一个理想的@@解决方案@@。该连接@@器@@系列@@提供@@从@@@@0.635mm到@@2.54mm各种脚距@@的@@产品@@，可满足多种设计@@@@、堆叠高度@@和@@位数等个性化@@PCB布局的@@需求@@，产品也可支持@@夹层@@、共面以@@及@@母板与@@子卡的@@连接@@@@，为设计@@提供@@极大的@@灵活性@@。

图@@7：FINEPITCH板对板连接@@器@@@@（图@@源@@：Phoenix Contact）

以@@FINEPITCH 0.8mm板对板连接@@器@@@@（FP 0,8系列@@）为例@@，为了实现@@可靠而@@高效@@的@@@@连接@@@@，其@@进行了一系列@@的@@设计@@优化@@。

首先@@，FP 0,8系列@@板对板连接@@器@@@@采用@@了创新的@@@@@@ScaleX技术@@，其@@双触头设计@@支持@@长达@@1.5mm的@@可变插配长度@@，可确保连接@@的@@可靠稳固@@。

其@@次@@，该板对板连接@@器@@@@可提供@@高公差补偿@@，良好壳体结构可以@@有效地保护触头@@，这为配接操作带来很大的@@便利性@@。

再有@@，FP 0,8系列@@所提供@@的@@屏蔽型@@产品@@，采用@@特有的@@封闭屏蔽概念@@，实现@@了出色的@@电磁兼容@@（EMC）保护以@@及@@优异的@@信号完整性@@，这使得其@@支持@@的@@数据@@传输速率高达@@52Gbps。

最后@@，FP 0,8系列@@板对板连接@@器@@@@产品组合丰富@@，具有@@多种位数@@、6到@@18mm堆叠高度@@，以@@及@@屏蔽型@@和@@非屏蔽型@@不同类@@型的@@产品@@，可以@@为设计@@带来极大的@@自由度@@。

图@@8：FP 0,8系列@@板对板连接@@器@@@@采用@@创新的@@@@@@ScaleX技术@@（图@@源@@：Phoenix Contact）

总之@@，FINEPITCH系列@@板对板连接@@器@@@@具有@@出色的@@@@灵活性@@，能够在@@较小空间内实现@@信号和@@数据@@传输@@，非常适用@@于@@变频器@@和@@伺服驱动器@@这类@@工业@@@@PCB设备的@@内部连接@@@@，满足其@@小型化@@、多功能@@的@@@@设计@@要求@@@@。

在@@通信@@接口上@@@@，Phoenix Contact也有非常丰富的@@产品@@。如支持@@工业@@以@@太网@@@@连接@@的@@工业@@级@@RJ45连接@@器@@，Phoenix Contact就可以@@提供@@全系列@@的@@产品@@，设备端@@、现场端@@、预制电缆各类@@产品一应俱全@@，这些@@产品包括@@不同的@@配置@@，比如@@90°和@@180°的@@配接方向@@、单口和@@多端口的@@插座@@@@、支持@@五种出线@@方向等@@。而@@且@@Phoenix Contact的@@RJ45连接@@器@@均满足波峰焊@@ / SMD / THR工艺要求@@@@，支持@@自动化@@量产的@@要求@@@@。

图@@9：Phoenix Contact的@@RJ45连接@@器@@（图@@源@@：Phoenix Contact）

Phoenix Contact的@@D-SUB连接@@器@@适用@@于@@变频器@@编码器接口等信号的@@互连@@@@，包括@@针式和@@孔式@@，以@@及@@9 / 15 / 25 / 44等信号接口@@，也提供@@电源@@+信号得混合型接口@@，产品种类@@十分齐全@@。这些@@D-SUB连接@@器@@组装简便@@，与@@IP67插头壳体和@@面板安装框架配合使用@@@@，能够满足工业@@应用@@@@中更严格的@@密封性要求@@@@。

图@@10：Phoenix Contact的@@D-SUB连接@@器@@（图@@源@@：Phoenix Contact）

本文小结@@

工业@@自动化@@的@@发展@@，对变频器@@和@@伺服驱动器@@等工业@@设备中@@的@@@@PCB连接@@提出了新的@@@@挑战@@，可靠而@@高效@@的@@@@PCB连接@@解决方案成为开发者追求的@@目标@@。

Phoenix Contact面向工业@@应用@@@@的@@丰富的@@互连@@产品组合@@——包括@@PCB接线@@端子@@、插入式连接@@器@@@@、板对板连接@@器@@@@，以@@及@@RJ45和@@D-SUB连接@@器@@等@@——能够很好地契合这一设计@@要求@@@@，助力开发者快速打造出理想的@@解决方案@@。

本文转载自@@：贸泽电子@@微信公众号@@

工业@@4.0时代@@，单对以@@太网@@@@如何颠覆传统工厂@@车间@@@@？

judy — Wed, 26 Jul 2023 09:31:04 +0000

本文作者@@@@：安森美@@技术@@营销@@ / 有线@@互联@@业务部@@ Arndt Schuebel

在@@开发全新数据@@通信@@协议时@@，通常关注的@@重点是进一步提高数据@@速率@@。然而@@@@，要确保工业@@和@@楼宇自动化@@应用@@@@中的@@许多传感器@@和@@执行器正常运行@@，我们需要的@@不仅仅是更快的@@数据@@速率@@@@。目前@@，这些@@“边缘@@”设备使用@@大量的@@传统多点通信@@协议进行互联@@@@，使得原始设备制造商@@ (OEM) 支持@@这些@@设备@@将面临更复杂的@@境况@@，并且成本随之增加@@。为此@@，IEEE 成立了一个工作小组@@，研究短距离联网@@技术@@如何通过@@单对以@@太网@@@@@@ (SPE) 线@@缆@@实现@@@@ 10 Mb/s 的@@数据@@速率@@，以@@满足工业@@@@ 4.0、汽车以@@及@@其@@他市场领域的@@需求@@。

这一切最终促成了@@ 2019 年@@ IEEE 802.3cg 标准@@的@@发布@@，现在@@该标准@@为@@“边缘@@”应用@@@@带来了@@ SPE 的@@优势@@。在@@本文中@@，我们首先@@阐述开发@@ 10BASE-T1S（基于@@这一新标准@@的@@@@ SPE 短距离版本@@）的@@驱动因素@@，然后@@介绍安森美@@@@ (onsemi) 全新以@@太网@@@@收发器@@的@@功能@@@@，该收发器@@可为工业@@自动化@@@@、楼宇自动化@@和@@其@@他应用@@@@提供@@@@ 10BASE-T1S 的@@优势@@。

图@@ 1：工业@@ 4.0 对工业@@网@@络@@提出了新要求@@@@

设置工业@@@@SPE的@@应用@@@@场景@@

尽管当前@@某些点对点类@@型的@@单对以@@太网@@@@能够快速提供@@@@（并超越@@）工业@@应用@@@@所需数据@@速率@@，但现有的@@多点类@@型无法提供@@移动机器人和@@执行器所需的@@确定性@@，做到@@近乎实时地响应输入@@。这是@@因为这些@@类@@型使用@@载波侦听多路访问@@/冲突检测@@ (CSMA/CD) 来调节对多点网@@络@@中共享介质@@（线@@缆@@）的@@访问@@。CSMA/CD 存在@@数据@@冲突引起的@@随机延迟@@，因此@@无法保证设备能够在@@规定的@@时间间隔内传输数据@@并与@@接收器可靠通信@@@@。针对这个缺点@@，目前@@开发出一种用@@于@@ 10BASE-T1S 的@@介质访问控制@@调节新方法@@。10BASE-T1S 是一种网@@络@@协议@@，旨在@@通过@@最长@@ 25 米的@@线@@缆@@实现@@@@数据@@速率高达@@ 10Mb/s 的@@多点数据@@通信@@@@。物理层冲突避免@@ (PLCA) 可保证半双工多点网@@络@@中的@@最大延迟@@。PLCA 传输周期从@@协调器节点@@@@（节点@@ 0）发送信标开始到@@其@@他网@@络@@节点@@同步结束@@。发送信标后@@，传输选择权就会转至@@节点@@@@@@ 1。如果该节点@@没有要发送的@@数据@@@@，选择权就会转至@@节点@@@@ 2。这个过程会一直持续到@@每个节点@@@@都获得了至@@少一次传输机会@@ (TO) 为止@@。然后@@，协调器节点@@会通过@@发出另一个信标的@@方式重新开始传输周期@@。为防止节点@@阻断总线@@@@，每个传输机会只允许传输一定数量的@@帧@@@@，取决于突发模式设置@@，默认为每个传输机会@@ (TO) 1 帧@@，但也可以@@设置为每个@@ TO 128 帧@@。总线@@不会出现任何数据@@冲突@@，因此@@吞吐量不会受到@@任何影响@@。

图@@ 2：PLCA 介质访问控制@@周期@@

布线@@是在@@工业@@@@环境中部署传统以@@太网@@@@的@@另一个障碍@@。标准@@以@@太网@@@@线@@缆@@有四对电线@@@@，不仅增加了成本@@，而@@且@@也难以@@安装@@。10BASE-T1S 专为使用@@单对电线@@而@@开发@@，因此@@更小巧@@、更易使用@@@@，成本也明显更低@@。

除了@@实时性能@@和@@确定性之外@@，在@@恶劣且嘈杂的@@电气环境下可靠工作是工业@@@@网@@络@@的@@一个关键要求@@@@。旧的@@以@@太网@@@@标准@@设计@@不具备电磁兼容性@@ (EMC)，而@@ 10BASE-T1S 在@@设计@@时考虑到@@这些@@恶劣的@@环境因素@@。因此@@，与@@其@@他工业@@网@@络@@相比@@，10BASE‑T1S 具有@@出色的@@@@ EMC 性能@@。如今@@，即便使用@@非屏蔽单对线@@缆@@@@，也可以@@利用@@@@ 10BASE-T1S 设计@@出满足@@ 3 类@@ IEC61000-4-6 EMI 要求@@（10 Vrms 共模噪声注入@@）的@@系统@@。PLCA 是提高电磁抗扰性的@@关键因素@@，因为消除冲突有助于物理层收发器@@使用@@先进技术@@@@，这样在@@电气噪声比较大的@@环境下也能恢复信号@@。

工艺边缘@@的@@@@SPE

工业@@设备原始设备制造商和@@工业@@设施运营商将会因@@ 10BASE-T1S 在@@许多方面受益匪浅@@。在@@工厂@@环境下@@，许多通信@@技术@@通常在@@物理层@@ (PHY) 连接@@设备@@（RS-485、UART），在@@数据@@链路层连接@@各种现场总线@@协议@@。这些@@节点@@以@@较低的@@数据@@速率@@将所有部件@@（包括@@温度@@和@@压力传感器@@@@@@、机器人和@@暖通空调执行器@@、风扇@@、电压监控器@@、电源转换器以@@及@@其@@他模块@@@@）连接@@至@@控制@@柜@@。10BASE-T1S 的@@多点能力允许将这些@@设备@@连接@@至@@单根共享线@@缆@@@@，这意味着@@，我们可以@@在@@不影响整体网@@络@@性能@@或@@不会导致进程停止的@@情况下移除@@（或@@更换@@）这些@@设备@@，从@@而@@大大简化网@@络@@维护@@，降低网@@络@@维护成本@@。用@@ 10BASE-T1S 取代传统多点工业@@网@@络@@还可消除对大型交换机@@、网@@关和@@协议转换器的@@需求@@，以@@及@@支持@@这些@@设备@@所需的@@额外线@@缆@@和@@功率需求@@。

二合一@@MAC PHY收发器@@

典型的@@@@ 10BASE-T1S 以@@太网@@@@ PHY 控制@@器只提供@@通过@@非屏蔽单对线@@缆@@传输和@@接收数据@@所需的@@物理层功能@@@@，并支持@@通过@@独立的@@标准@@介质@@(MII) 与@@ MAC 通信@@。但是@@，安森美@@的@@@@ NCN26010（图@@ 3）是一款@@符合@@@@ IEE 802.3cg 标准@@的@@以@@太网@@@@收发器@@@@，它将媒体访问控制@@器@@ (MAC)、PLCA 协调子层@@ (RS) 与@@ 10BASE-T1S PHY 整合@@在@@单个封装@@@@，因此@@无需使用@@这种双层设计@@方法@@。这意味着@@，它可提供@@通过@@单一的@@非屏蔽双绞线@@传输和@@接收数据@@所需的@@所有物理层功能@@@@，并可通过@@@@ Open Alliance 的@@ MACPHY SPI 协议与@@主机@@ MCU 通信@@。通过@@将@@ PHY 和@@ MAC 集成在@@单个@@ MACPHY 设备中@@，可以@@将以@@太网@@@@与@@传感器@@以@@及@@其@@他使用@@中低端@@ MCU 的@@工业@@设备@@（无集成@@ MAC）搭配使用@@@@。这不仅显著降低了复杂性@@，还支持@@@@在@@系统初始安装后灵活地重新配置节点@@@@。

图@@ 3：安森美@@的@@@@ NCN26010 10BASE-T1S 收发器@@

NCN26010 还具有@@另外@@两个显著优势@@。第一个优势@@：它具有@@增强的@@抗噪模式和@@出色的@@误码率@@ (BER)，同时@@通过@@了@@ IEC6100-4-6 在@@ 10 Vrms 条件下进行的@@抗扰度测试@@，确保在@@嘈杂的@@工厂@@环境下能够进行可靠的@@信号检测@@。此功能@@使@@ NCN26010 能够在@@长达@@ 50 米的@@线@@缆@@上@@部署@@ 8 个节点@@@@（IEEE 802.3cg 标准@@要求@@的@@@@ 2 倍@@）。第二个优势@@：该器件的@@线@@路引脚电容更低@@，最多可将@@ 40 个节点@@@@连接@@至@@一根@@ 25 米长的@@单对电缆上@@@@（超出@@ IEEE 802.3cg 标准@@ 5 倍@@）。NCN26010 还可通过@@采用@@以@@太网@@@@的@@分层法来降低软件维护成本@@，因此@@更改以@@太网@@@@@@ PHY 不会影响上@@部软件层@@。NCN26010 收发器@@可采用@@@@4 mm x 4mm QFN32 薄型封装@@或@@@@ 5mm x 5mm TQFP32 封装@@。除了@@工业@@工厂@@@@，该收发器@@还可用@@于楼宇自动化@@@@（电梯和@@智能传感器@@@@@@）、街道照明@@、铁路运输以@@及@@其@@他汽车应用@@@@@@。

云@@-边缘@@互联@@@@

从@@最初主要用@@于连接@@计算设备到@@现在@@的@@许多形式@@，以@@太网@@@@已经取得了相当大的@@发展@@，能够满足许多不同应用@@@@的@@速度和@@距离要求@@@@。10BASE-T1S 弥补了工厂@@车间@@中多点确定性应用@@@@以@@及@@其@@他边缘@@应用@@@@所需的@@缺失链路@@。

本文转载自@@：安森美@@微信公众号@@

村田@@中国亮相@@2022国际物联网@@@@展@@，多款产品助力万物智联@@

judy — Wed, 16 Nov 2022 06:46:22 +0000

村田@@中国在@@第十八届国际物联网@@@@展@@@@（IOTE）展出了针对工业@@级和@@消费级的@@完整产品线@@@@，全面助力打造万物智联新时代@@@@。

2022国际物联网@@@@展@@村田@@中国展台@@

专业技术@@组织@@IEEE（电气电子工程师学会@@）在@@最近发布的@@全球调研报告中表示@@，工业@@物联网@@@@将成为影响@@2023年@@最重要的@@技术@@之一@@，而@@无线@@通信@@@@则将会成为@@2023年@@受到@@技术@@发展影响最深远的@@行业领域之一@@。村田@@作为@@拥有逾@@70年@@深厚经验的@@全球综合电子元器件制造商@@，始终保持高度的@@市场敏锐@@，以@@前瞻视野@@，持续创新@@，不断完善其@@覆盖工业@@级到@@消费级的@@物联网@@@@产品布局@@。

工业@@4.0时代@@，工厂@@数字化升级正不断提升生产@@效率@@

“互联@@”和@@“数据@@”是工业@@@@4.0时代@@的@@核心@@，其@@作用@@在@@于可以@@将设备@@、生产@@线@@@@、工厂@@、产品和@@客户紧密地联系在@@一起@@，并通过@@管理@@、分析@@以@@及@@应用@@@@各类@@数据@@提升工厂@@生产@@效率@@。在@@今年@@的@@@@国际物联网@@@@展@@上@@@@，村田@@展示了其@@@@UWB模组@@，凭借其@@超小型@@、高度集成的@@@@特性@@，该模组@@能够实现@@人与@@物的@@精准定位@@，实时追踪工人活动轨迹@@，在@@一些高危的@@工厂@@作业环境下@@，有效保障了生产@@工作的@@安全性@@，同时@@提升生产@@效率@@。

村田@@中国展出超小型@@、高度集成的@@@@UWB模组@@

村田@@此次展出的@@@@Type2AB UWB模组@@采用@@树脂磨具和@@保形护罩封装@@@@，支持@@UWB双天线@@@@，高度集成了蓝牙@@、三轴加速度传感器@@和@@用@@于监管认证的@@@@BPF（带通滤波器@@），充分展现了村田@@在@@@@超宽带元器件领域的@@深厚积累@@。此外@@，同时@@展出的@@@@Type2BP UWB模组@@支持@@@@UWB信道@@5和@@信道@@@@9，具备低电流@@消耗@@，非常适合集成@@UWB功能@@的@@@@IoT设备和@@应用@@@@@@。

无线@@通信@@@@，面向工业@@和@@消费应用@@@@的@@核心技术@@@@

在@@无线@@通信@@@@技术@@的@@加持下@@，智能医疗@@、智能安防以@@及@@智能家居@@已成为消费者生活中不可或@@缺的@@日常技术@@应用@@@@@@。在@@各类@@无线@@通信@@@@技术@@中@@，Wi-Fi凭借高速率传输以@@及@@通用@@性@@，广受终端应用@@@@的@@青睐@@。

村田@@此次为智能终端设备带来的@@基于@@英飞凌和@@恩智浦的@@@@Wi-Fi®/Bluetooth®模组@@，多种超小型@@、高传输效率的@@@@Wi-Fi通讯产品组合覆盖@@Wi-Fi4、Wi-Fi5、Wi-Fi6 & Wi-Fi6E，并经过大量@@MPU/MCU搭载验证@@，减少了用@@户开发无线@@连接@@功能@@的@@@@工作量@@，可广泛应用@@@@于工业@@安全@@、智能城市@@、智能家居@@、智能医疗@@等领域@@。

村田@@中国的@@@@Wi-Fi®/Bluetooth®模组@@

在@@智能家居@@应用@@@@领域@@，尤其@@值得一提的@@是@@@@，村田@@RFI升级版释热电红外传感器@@@@。基于@@村田@@特有陶瓷技术@@的@@高灵敏度@@和@@高可靠性热电红外传感器@@@@，能够通过@@背景温度@@和@@人体温度@@之间@@的@@差异进行人体检测@@。在@@需要唤醒功能@@@@、人体监测和@@婴儿监护等特殊场景下@@，能够展现便捷@@、精准的@@技术@@优势@@。

村田@@中国的@@@@释热电红外传感器@@@@

村田@@在@@@@2022国际物联网@@@@展@@还展出了更完整的@@产品线@@@@，其@@中@@包括@@@@：

IOTE2022：

■ 医疗器械用@@@@RFID

采用@@抗金属@@UHF RAIN标签@@，实现@@手器械全流程管理和@@小型医用@@设备匹配管理和@@追溯@@；

■ Picoleaf™柔性压电传感器@@@@

具备柔性@@、超薄@@、可弯曲@@、高灵敏度等特性@@。只需一张薄膜即可实现@@全新的@@@@多功能@@操作体验@@；

■ 倾角传感器@@@@SCL3400

稳定性@@遗留的@@双周@@MEMS传感器@@。超低噪声密度低至@@@@0.0009°/√Hz，可实现@@高测量分辨率@@；

■ 低功耗@@AI智能相机@@

超低功耗@@@@AI+IoT应用@@@@，可用@@于智能工厂@@@@现有仪表数字化转型@@，支持@@对各种模拟仪表数字仪表的@@数值读取@@；

■ 用@@于物联网@@@@的@@蜂窝和@@非蜂窝@@LPWA模块@@

符合@@各种@@LPWA规格的@@小模块@@@@，可满足位置跟踪@@、基础设施@@、智能家居@@、农业@@、医疗保健@@、工业@@、智慧城市等多种应用@@@@需求@@。

IEEE新标准@@出台@@，你的@@工业@@以@@太网@@@@控制@@器@@需要更新了@@

judy — Wed, 21 Sep 2022 02:59:46 +0000

作者@@： Aaron D’Orlando，来源@@：安森美@@微信公众号@@

第四次工业@@革命@@，或@@简称工业@@@@4.0，正在@@改变现代工厂@@@@内的@@通信@@模式@@。网@@络@@必须支持@@更精密的@@联接方案@@，以@@满足日益增长的@@边缘@@节点@@感知@@和@@计算需求@@。企业需要一个可靠的@@从@@上@@到@@下的@@以@@太网@@@@方案@@，以@@支持@@更高的@@数据@@速率@@@@、越来越多的@@联接设备和@@集中监管@@。

通过@@以@@太网@@@@在@@工厂@@范围@@内@@共享的@@边缘@@节点@@@@-设备层传感器@@数据@@或@@应用@@@@层@@-大数据@@@@汇总后的@@数据@@包含有价值的@@信息@@。如果数据@@不能让我们了解是否采取行动@@、何时采取行动或@@如何采取行动@@，那就没什么用@@处@@。数据@@不只对工厂@@流程工程师@@、工厂@@经理和@@@@OEM主管有用@@@@。

在@@运用@@到@@具体的@@情境中时@@，这些@@数据@@对所有外部利益相关者都有用@@@@——总之@@，是对供应链上@@支持@@制造@@、分销@@和@@零售的@@每个人都有用@@@@。可用@@的@@数据@@@@，即使剥离了有价值的@@业务信息或@@私人信息@@，也有助于促进开发创新的@@@@方法去使用@@@@。

现有的@@工业@@环境使用@@以@@太网@@@@进行监督控制@@和@@站点管理@@，但仍依赖传统的@@现场总线@@方案与@@现场仪表进行通信@@@@。需要用@@低成本@@的@@单对线@@以@@太网@@@@方案替换此类@@@@传统协议并进行现代化改造@@，从@@而@@使未来@@的@@工厂@@能够从@@云@@端到@@边缘@@都无缝地运行以@@太网@@@@@@。

分析@@时从@@边缘@@到@@云@@端的@@数据@@揭示了模式和@@利用@@情况@@，从@@而@@能够更好地分配资源@@，和@@开发最能反映工厂@@员工和@@客户需求的@@基础设施@@@@。这些@@数据@@将为建立工厂@@流程和@@基础设施@@维护提供@@关键的@@决策@@信息@@，以@@实现@@及时生产@@和@@改进质量@@。

新的@@@@IEEE标准@@802.3cg通过@@使用@@两个新物理层向现场设备提供@@低成本@@的@@@@10 Mbps通信@@，克服了当今工业@@以@@太网@@@@的@@差距@@：10BASE-T1L用@@于长达@@1,000米的@@远程点对点通信@@和@@@@10BASE -T1S用@@于长达@@25米的@@多点通信@@@@。

布线@@和@@安装成本可能构成当今许多工厂@@的@@主要联网@@预算@@。而@@与@@传统方案相比@@，多点以@@太网@@@@具有@@显著优势@@——降低安装复杂性和@@成本@@，布线@@数量减少达@@70% ，安装成本降低达@@80% 。10BASE-T1S还提供@@@@无与@@伦比的@@灵活性@@，可在@@初始安装后重新利用@@节点@@以@@适应不断变化的@@系统@@配置@@。

安森美@@(onsemi)的@@NCN26010设计@@用@@于提供@@可靠的@@多点以@@太网@@@@通信@@@@，是市场上@@首批符合@@@@ 802.3cg标准@@的@@控制@@器之一@@。在@@整个智能工厂@@@@生态系统中@@，智能传感器@@@@的@@持续通信@@与@@基于@@@@IEEE 802.3cg的@@以@@太网@@@@技术@@赋能的@@通信@@将改善工厂@@设备维护@@、基础设施@@和@@流程@@。这些@@通信@@赋能流程自动化@@@@，从@@而@@提高系统级效率@@。

智能传感器@@@@的@@普及将激发创新@@，开发新功能@@@@，并赋能制造业@@、下游供应商@@、分销@@、客户和@@零售之间@@的@@新触点@@。网@@络@@网@@关技术@@支持@@工厂@@数据@@的@@通信@@和@@工厂@@资产的@@控制@@@@，有助于促进效率的@@提高和@@创新的@@@@发展@@，提供@@更好的@@以@@人为本的@@工厂@@设计@@和@@可操作的@@决策@@@@。

NCN26010抗噪能力远远超出@@@@IEEE T1S标准@@，其@@专有的@@增强抗噪能力@@，可在@@嘈杂的@@工业@@环境中提供@@稳定可靠的@@信号检测@@。NCN26010超过了@@IEEE 802.3cg中规定的@@抗噪水平@@@@，通信@@范围@@达@@50多米@@。

此外@@，NCN26010还提供@@@@最低的@@线@@性电容@@，支持@@的@@节点@@数是@@IEEE 802.3cg标准@@节点@@数量要求@@的@@五倍@@@@，10BASE-T1S方案在@@@@25米段上@@支持@@多达@@40个节点@@@@，并最大限度地节省布线@@和@@安装成本@@。

除了@@设备的@@稳定可靠性和@@可扩展性之外@@，智能摄像头的@@存在@@和@@由@@802.3cg以@@太网@@@@支持@@的@@工厂@@流程数据@@的@@可见@@性@@，通过@@制造透明度提供@@了增强的@@客户体验和@@对制造能力的@@信心@@。

更多控制@@@@。更少布线@@@@。事半功倍@@@@。

工业@@传感器@@@@在@@智能时代@@四个特点@@

judy — Mon, 19 Sep 2022 07:05:43 +0000

本文转载自@@：贸泽电子@@微信公众号@@

在@@如今@@这个信息化的@@@@21世纪@@，传感器@@的@@应用@@@@深入到@@社会生活的@@方方面面@@。拿今年@@@@2月成功举办的@@北京冬奥会来说@@@@，其@@“冰立方@@”场馆就设置了由@@4,000多个传感器@@领衔的@@楼宇设备管理系统@@，以@@此来检测和@@监控场内温湿度@@的@@变化@@。在@@过去@@5年@@中@@，传感器@@已成为可穿戴@@、无人机@@、智能手机@@等日常设备中@@不可缺少的@@存在@@@@。

随着@@“工业@@4.0”的@@到@@来@@，智能工业@@传感器@@@@在@@工业@@@@制造中扮演的@@角色也越来越重要@@。不同于传统工业@@传感器@@@@@@，智能传感器@@@@由于结合了微处理@@器@@，因而@@具有@@数据@@采集@@、处理@@、交换信息的@@能力@@，并且通过@@充分利用@@计算机的@@计算和@@存储能力@@，智能传感器@@@@还具有@@高精度的@@物理信息采集@@，从@@而@@及时@@、有效地处理@@所产生的@@数据@@要求@@@@。

值得一提的@@是@@，在@@当前@@科学技术@@不断发展之下@@，智能传感器@@@@的@@功能@@也在@@逐步增强@@，甚至@@可以@@利用@@神经网@@络@@@@、人工智能@@、信息处理@@技术@@等多项技术@@@@，使传感器@@实现@@更高级的@@智能@@，同时@@还具备分析@@@@、判断@@、自适应@@、自学习的@@功能@@@@，能够完成图@@象识别@@、特征检测@@、多维检测等复杂任务@@。总而@@言之@@，与@@传统工业@@传感器@@@@相比@@，智能传感器@@@@在@@精度@@、稳定性@@、抗冲击性方面都提出了更为苛刻的@@要求@@@@。

图@@1：工业@@智能传感器@@@@的@@发展演进@@（图@@源@@：赛迪顾问@@）

凭借着精准的@@数据@@采集能力以@@及@@功能@@的@@@@多样化@@，智能传感器@@@@在@@工业@@@@物联网@@@@全生态构建@@中@@，成为了提供@@基础数据@@支撑的@@关键@@。一方面@@，将传感器@@@@、无线@@传感器@@网@@络@@技术@@应用@@@@到@@智能监测中@@，有助于优化工业@@生产@@过程和@@工艺@@，同时@@提高生产@@线@@@@过程检测@@、实时数据@@采集@@、生产@@设备过程监控@@、材料消耗监测的@@能力和@@水平@@@@，实现@@生产@@过程的@@智能监控@@、智能控制@@@@、智能诊断@@、智能决策@@和@@智能维护水平@@@@。

另一方面@@@@，凭借独特的@@技术@@特点@@，智能传感器@@@@的@@广泛应用@@@@也将成为实现@@工业@@自动化@@发展的@@必经之路@@。对于工业@@自动化@@来说@@@@，智能传感器@@@@可以@@保持自动化@@生产@@线@@@@的@@持续运行@@，在@@监控和@@处理@@振动和@@噪声信号之余@@，还能够检测机器健康状况并预测其@@发生故障的@@可能性@@，从@@而@@帮助制造业降低维护成本@@。因此@@，在@@工业@@@@互联@@网@@发展过程中@@，构建@@完善的@@工业@@传感组网@@体系是必经之路@@。

在@@互联@@网@@技术@@日益普及的@@当下@@@@，包括@@汽车和@@医疗保健@@在@@内的@@大多数行业对高精度传感器@@的@@需求都在@@日渐攀升@@。Markets and Markets报告数据@@显示@@@@，全球工业@@传感器@@@@市场规模预计将从@@@@2021年@@的@@@@206亿美元@@增长到@@@@2026年@@的@@@@319亿美元@@。从@@2021年@@到@@@@2026年@@期间@@，该市场预计将以@@@@9.1%的@@复合年@@增长率增长@@。

那么@@，工业@@传感器@@@@究竟有何魅力@@，能让其@@市场增长如此之快@@？本文就将用@@一些具有@@代表性的@@厂商的@@产品来说@@明工业@@传感@@4.0时代@@智能传感器@@@@技术@@的@@四大特点@@：持续在@@线@@@@、全天候工作@@、本地处理@@@@和@@多传感器@@信息融合@@@@。

1. 持续在@@线@@@@

当前@@，我们处在@@一个永远监听@@、不间歇运行的@@设备得到@@大规模使用@@的@@风口浪尖@@。持续在@@线@@@@是作为@@物联网@@@@的@@一个重要特点@@，随着@@互联@@网@@技术@@的@@发展@@，人们对于持续在@@线@@@@的@@传感设备需求量也会逐渐飙升@@，尤其@@在@@一些工业@@场景中@@，需要传感器@@持续在@@线@@@@去记录和@@描述数据@@@@。

而@@要想实现@@持续在@@线@@@@@@，能耗问题就是关键@@，这也是工业@@@@互联@@网@@给智能传感器@@@@带来的@@一大挑战@@。只有确保感知@@元器件功耗足够低@@，才能实现@@万物互联@@下感知@@终端节能降耗的@@目标@@。

因此@@，通过@@更省电来保持持续在@@线@@@@的@@工作状态必将成为工业@@@@4.0时代@@下智能传感器@@@@的@@标配@@。为了实现@@这个目标@@，研发人员也用@@尽全力去扫除各种障碍@@，比如@@：实现@@“睡眠@@”功能@@让整个传感器@@组件以@@及@@与@@之相连的@@其@@他系统保持低功耗@@模式@@，直到@@某些事件发生才唤醒@@；提升电池技术@@@@。增大电池容量@@，延长电池工作寿命预期@@；又或@@者采用@@抗老化技术@@@@，提高电阻稳定性@@等等@@。

智能传感器@@@@

以@@EPCOS / TDK NTC热敏电阻@@来说@@@@，这款热敏电阻@@在@@内电极@@、镍屏障终端@@、高温@@环境下具有@@出色的@@@@长期抗老化效能@@，并且在@@焊接期间拥有卓越的@@电阻稳定性@@@@，足以@@长时间保持持续在@@线@@@@@@。

图@@2：EPCOS / TDK NTC热敏电阻@@（图@@源@@：EPCOS / TDK）

此外@@，这款热敏电阻@@具有@@多层@@NTC，温度@@测量高达@@150°C，可以@@应用@@@@在@@温度@@测量及补偿和@@汽车领域@@，并可在@@汽车应用@@@@中提供@@电压和@@噪声抑制@@、温度@@测量和@@补偿等功能@@@@。

2. 全天候工作@@

对于智能化工厂@@而@@言@@，如果要用@@互联@@网@@代替人工监测设备@@，那么@@生产@@数据@@的@@实时跟踪@@、生产@@设备的@@长期稳定运转等便是重中之重@@。

工厂@@需要通过@@传感器@@全天候工作@@@@，才能掌握震动@@、温度@@、湿度@@、压力等数据@@信号@@，进而@@监控设备的@@运作状况@@，并及时根据数据@@进行处理@@@@，才能降低机械损坏的@@机率@@、提高生产@@线@@@@的@@稳定性@@@@。但与@@日常生活相比@@，工业@@环境要恶劣许多@@，智能传感器@@@@需要抵抗震动@@、粉尘@@、高温@@、腐蚀等恶劣环境影响@@，不然稍有不慎就会受到@@环境干扰@@，从@@而@@影响设备甚至@@工厂@@的@@运作@@。

因此@@相较于传统传感器@@@@，用@@于智能制造的@@工业@@传感器@@@@对精度@@、稳定性@@、抗震动和@@抗冲击性等都提出了更加苛刻的@@要求@@@@，需要同时@@具备高稳定性@@和@@高可靠性@@，不仅要能实时通信@@@@，还要足够精准@@、确保尽可能消除误差@@。

换句话说@@，智能传感器@@@@需要抗干扰能力足够强才能保持稳定性@@@@，进而@@实现@@全天候工作@@@@。从@@这个角度来看@@，EPCOS / TDK的@@PCM120T屏蔽型@@SMT功率电感器@@以@@及@@@@B78416A*超声波传感器@@用@@@@变压器@@都是不错的@@选择@@。

智能传感器@@@@

先说@@PCM120T屏蔽型@@SMT功率电感器@@。其@@实从@@名称就可以@@看出这款传感器@@非常适合用@@于干扰抑制@@，例如汽车电机等@@。据介绍@@，该系列@@传感器@@采用@@铁氧体材料闭合外壳@@，无外部间隙@@，因此@@具有@@出色的@@@@@@EMC性能@@，并且经优化实现@@高饱和@@电流@@和@@低直流电阻@@，同时@@通过@@铁合金磁芯@@实现@@这些@@出色的@@饱和@@特性@@。而@@扁平线@@绕组则保持尽可能低的@@损耗@@，该结构可实现@@@@0.72mΩ（0.4μH）至@@9mΩ（10μH）低阻值@@。

图@@3：EPCOS / TDK PCM120T屏蔽型@@SMT功率电感器@@（图@@源@@：EPCOS / TDK）

而@@超声波传感器@@用@@@@@@B78416A*变压器@@则拥有磁屏蔽特性@@，可更好地抑制干扰@@。据悉@@，这款传感器@@采用@@@@EP 6磁芯@@，适用@@于@@超声波应用@@@@@@，转化比介于@@1:1:8.42和@@1:1:15之间@@，符合@@AEC-Q200标准@@，提供@@3mH至@@5mH的@@电感值@@，适用@@于@@52kHz至@@300kHz之间@@的@@频率@@。

图@@4：超声波传感器@@用@@@@B78416A*变压器@@图@@解@@（图@@源@@：EPCOS / TDK）

此外@@，其@@允许的@@温度@@范围@@在@@@@-40°C至@@+125°C之间@@，典型应用@@@@包括@@泊车辅助设备@@、工业@@机器人@@、无人机@@、物流机器人@@、自动导引车和@@液位测量系统等@@。

3. 本地处理@@@@

在@@实现@@工厂@@智能化过程中@@，智能传感器@@@@之所以@@是必不可少的@@元部件@@，原因就在@@于成千上@@万个传感器@@可以@@帮助工厂@@收集@@、处理@@庞大的@@数据@@@@。对于传感器@@来说@@@@，如果不能采集分析@@数据@@@@，那么@@就将失去它的@@价值@@。

在@@工业@@@@3.0时代@@，工厂@@中描述设备状况的@@原始传感器@@数据@@是直接传输给操作员的@@@@，不涉及任何本地处理@@@@或@@决策@@任务@@。

图@@5：工业@@4.0中的@@典型预测性维护应用@@@@@@（图@@源@@：ST）

然而@@@@随着@@工业@@@@4.0时代@@的@@到@@来@@@@，数据@@量将呈现出爆发式增长@@。如果仍和@@此前一样@@，那么@@对于操作员来说@@@@，面对如此庞大的@@数据@@量@@，几乎不可能快速完成数据@@采集@@（感知@@）、分析@@、决策@@执行等任务@@，无法满足数据@@实时处理@@的@@条件@@。而@@若将数据@@上@@传@@云@@端@@，一方面@@，大量数据@@上@@传@@可能会造成网@@络@@拥堵@@；另一方面@@@@，上@@传@@、云@@端分析@@@@、传回@@、再指导@@，来来回回将耽误很多时间@@。

但如果让智能传感器@@@@先在@@本地进行数据@@的@@简单处理@@@@，筛选出有效的@@数据@@再上@@传@@@@，而@@操作员仅在@@收到@@云@@端的@@通知消息后才开始介入处理@@@@，进行下一步指导工作的@@话@@，效率就会大大提升@@。

因此@@对于工业@@@@4.0来说@@，智能传感器@@@@的@@本地处理@@@@是一个必不可少的@@功能@@@@，能大大减少传输到@@云@@端的@@数据@@量@@，进而@@减轻云@@计算中心或@@者本地服务器的@@负担@@。

4. 多传感器@@信息融合@@

多传感器@@信息融合@@其@@实早在@@@@20世纪@@60年@@代就已经开始发展起来@@，但随着@@计算机技术@@的@@发展@@，如今@@也演变成了新的@@@@层次@@，就是数据@@融合@@。当下@@，多传感器@@信息融合@@的@@定义更倾向于@@，充分利用@@不同时@@间与@@空间的@@多传感器@@数据@@资源@@，对获得的@@观测数据@@进行分析@@@@、整合@@、支配和@@使用@@@@，进而@@实现@@相应的@@决策@@和@@估计@@，使系统获得更充分的@@信息@@。

与@@单传感器@@相比@@，多传感器@@信息融合@@优势十分明显@@，能够综合利用@@多种信息源的@@不同特点@@，多方位@@地对相关事物的@@信息进行探测@@、跟踪和@@目标识别@@，增强数据@@的@@可信度@@，提高整个系统的@@可靠性和@@精度@@。对于工业@@领域来说@@@@，这些@@优势恰恰能够促进制造业中小批量的@@生产@@@@，因为多传感器@@能够更快地检测到@@错误@@，对于现存工厂@@能源管理@@、状态监测以@@及@@需要大量信息的@@预测维护来进行新系统非常有用@@@@。

然而@@@@多传感器@@信息融合@@也会遇到@@难题@@。由于集成了多个传感器@@@@，体积和@@功耗很有可能随之增大@@，这和@@用@@户小型化的@@需求是相悖的@@@@。换句话说@@，就是给智能传感器@@@@的@@小型化提出了挑战@@。

不过@@这显然不是什么无解问题@@。比如@@EPCOS / TDK C35压力传感器@@@@的@@尺寸就只有@@2.05mm x 2.05mm x 1.2mm。正是由于它足够小@@，所以@@能更好地实现@@多传感器@@信息融合@@@@。

图@@6：EPCOS / TDK C35压力传感器@@@@（图@@源@@：EPCOS / TDK）

据介绍@@，该系列@@传感器@@设计@@用@@于测量@@0mbar至@@100mbar范围@@，可实现@@紧凑型压力传感器@@@@设计@@@@，并通过@@了高达@@10V的@@工作电压认证@@，可通过@@惠斯登电桥按照压阻式原理工作@@。此外@@，该系列@@还具有@@@@110mV/V/bar的@@高灵敏度@@，适合用@@于对灵敏度@@、精度和@@@@0.1% FSON的@@长期稳定性@@有高要求@@的@@应用@@@@@@。其@@工作温度@@范围@@从@@@@-40°C至@@+150°C，适合用@@于非腐蚀性气体和@@液体的@@压力测量@@。

写在@@最后@@@@

总而@@言之@@，工业@@互联@@网@@作为@@新基建重要组成部分之一@@，其@@建设的@@全面推进和@@落地执行@@，必将助力传感器@@产业发生革命性新变革@@。而@@工业@@智能传感器@@@@为工业@@物联网@@@@运行提供@@所需的@@关键信息及测量数据@@@@，也将迎来巨大的@@市场机遇@@。换句话说@@，随着@@工业@@互联@@网@@应用@@@@场景逐渐向广度和@@深度拓展@@，工业@@智能传感器@@@@将在@@工业@@@@自动化@@领域得到@@越来越广泛的@@应用@@@@@@。

更重要的@@是@@，未来@@，在@@工业@@@@互联@@网@@高质量发展要求@@的@@推动下@@，工业@@智能传感器@@@@更新迭代的@@速度将不断加快@@，会不断涌现出更多新型@@、低成本@@、微功耗@@、高性能@@@@及高精度的@@传感器@@@@。而@@智能传感器@@@@在@@逐步提高安全性和@@可靠性等级的@@同时@@@@，也将向着工业@@智能感知@@系统加速演进@@。

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