分散式控制架構實現工廠自動化 智慧應用 影音
TI(ASC)
IC975

分散式控制架構實現工廠自動化

  • 洪千惠

Maxim Integrated亞太地區執行總監丁寶明及台灣技術應用總監黃大峯。
Maxim Integrated亞太地區執行總監丁寶明及台灣技術應用總監黃大峯。

製程節點資料的擷取及處理是智慧工廠賴以運作的要素之一,也就是說感測器資料的收集是工廠自動化的基礎。針對資料收集及處理的流程,IO-Link是提升靈活性及效率的好工具,美信(Maxim Integrated)對此頗有著墨。

IO-Link協定,點對點通訊降低複雜度

IO-Link是一項全球開放標準點對點串列通訊協定,此技術不以現場匯流排為基礎,而是從感測器端點到主機系統之間的點對點通訊協定。「這個協定的好處之一,就是能很容易地將感測器(Sensors)與致動器(Actuators)整合至工業聯網中,使用者可以透過IO-Link存取感測器參數、製程資料及診斷資訊。

「更重要的是,該技術不只能偵測機器上的產品,還能監控機器的運作狀況。」雖然好處頗多,不過,Maxim亞太地區執行總監丁寶明表示,台灣工具機業者目前仍在IO-Link的初期導入階段,預計今年年底將會有第一台採用Maxim IO-Link方案的台灣工具機產品現身。

針對IO-Link,Maxim已推出IO-Link裝置收發器,Maxim台灣技術應用總監黃大峯指出,「感測器越來越小並需要提供更多功能,同時還要確保可靠的通訊,且這些感測器不僅體積小且不易散熱,因此電源部分也很重要。」

電源是Maxim的強項之一,能提供整合控制IC、電感、電容的高整合度及高效率的系統單晶片(SoC),且具有與車用領域同等的高穩定度及高可靠度。值得一提的是,Maxim的IO-Link裝置收發器整合了工業感測器常見的高電壓功能,包括驅動器和穩壓器,可以提供整合式保護功能,達到可靠通訊的目的。在主機端,Maxim也已推出雙頻道IO-Link主機收發器,可實現可靠通訊,並降低50%功耗,進一步促進工業4.0的實現。

PLC平台體積縮小,IO密度更高

工業4.0的到來帶動生產和製程自動化的重大變革,對於PLC(可程式邏輯控制器)的設計方向也有深遠影響。在智慧工廠內,用於監控環境和流程的感測器數量正在持續增加中,集中式的PLC容易造成瓶頸,因此分散式控制架構日趨重要,而這就意謂分佈在眾多節點的PLC模組體積必須縮小,黃大峯說明PLC設計面臨的挑戰,「PLC的挑戰就是要在更小的體積內裝入更多的IO輸入輸出,而系統必須具備比以往更高的效率,才能避免PLC過熱。」Maxim的Pocket IO平台就是為了克服這些挑戰而生,利用Pocket IO平台可以實現工廠的分散式控制器配置。

Maxim的Pocket IO平台較之前的PLC平台效率提高30%、體積減小2.5倍,體積不到10立方英吋。此平台配備有30路IO,具有三種不同的感測器輸入和電機控制,丁寶明強調,「透過數位、類比功能的高度整合,Pocket IO能做為工業4.0進程中的完善工業平台。」在PLC模組中,類比及離散元件其實佔據了大部分的體積,因此數位、類比整合功能是模組體積縮小的關鍵所在。整體來說,Pocket IO平台可為提高生產力提供的優勢,包括即時智慧管理、自適應生產及分散式控制等,足以管理全部的IO並控制製造節點及機器設備。

Maxim提供的自動化方案獲得全球許多機器人及工具機業者的青睞,例如全球工業機器人廠商ABB就採用Maxim的方案實現啤酒馬克杯印字的自動化流程,以智慧製造方式實現更高效率的生產。