智慧工廠的安全性及電源效率

作者/李艇 MaximIntegrated大中華及南亞太區(qū)銷售副總裁

以第四次工業(yè)革命為代表的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT) 正在發(fā)生。感知、測(cè)量、解讀、工業(yè)通信、網(wǎng)絡(luò)安全和邊緣計(jì)算（從簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)優(yōu)化到機(jī)器學(xué)習(xí)）等都將圍繞IOT與IT的大融合而發(fā)生演化或變革。

未來工廠的發(fā)展，已經(jīng)在智能化的道路上越走越遠(yuǎn)，工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)效率和產(chǎn)量也在不斷攀升。這就要求智慧工廠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要復(fù)雜精密的傳感器、嵌入式處理、可靠的安全性以及優(yōu)異的電源效率。

感知

智能、超小尺寸傳感器是自動(dòng)化工廠設(shè)備的核心，負(fù)責(zé)收集各種用于智能決策的數(shù)據(jù)，例如距離、溫度以及壓力等參數(shù)?？梢哉f，傳感器在優(yōu)化生產(chǎn)、降低計(jì)劃外維護(hù)成本以及保持市場(chǎng)供求平衡方面發(fā)揮著核心的作用。

Maxim提供廣泛全面的緊湊、低功耗傳感器IC，包括全面的溫度傳感器、光傳感器以及傳感器接口與通信、模擬前端(AFE)等方案。

最新的IO-Link技術(shù)支持將傳統(tǒng)的二進(jìn)制或模擬傳感器變?yōu)橹悄軅鞲衅?，有助于發(fā)揮工業(yè)4.0和IIoT的威力，實(shí)現(xiàn)更高的制造效率。Maxim最新推出的MAX14819雙通道IO-Link主機(jī)收發(fā)器可提供集成成幀器和L+電源控制器完全兼容的IO-Link解決方案，并確保以最低功耗實(shí)現(xiàn)可靠通信。此外，Maxim還提供滿足工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、種類豐富的RS-485/RS-422收發(fā)器。

嵌入式處理

智能傳感器收集的所有數(shù)據(jù)都需要由驅(qū)動(dòng)工廠中分布式控制的緊湊型可編程邏輯控制器(PLC)進(jìn)行處理，往往是實(shí)時(shí)處理。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)正在推動(dòng)對(duì)大規(guī)模計(jì)算能力、更低功耗和更小尺寸的需求，以支持更高的制造效率。所以，低功耗MCU是為IIoT系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)計(jì)算和處理的大腦。

Maxim的低功耗Arm?Cortex?-M4 FPU微控制器可幫助構(gòu)建智能化IIoT設(shè)備，提供最長(zhǎng)電池壽命，可理想用于無線傳感器節(jié)點(diǎn)、過程自動(dòng)化、電池供電的傳感器設(shè)計(jì)等。Maxim的MAX32600極低功耗ARMCortex-M3微控制器，集成AFE支持以最少的分立式元件進(jìn)行高精度測(cè)量。

安全性

網(wǎng)絡(luò)攻擊事件不斷上演，而IoT設(shè)備已經(jīng)成為遭受攻擊的薄弱節(jié)點(diǎn)。為保證IIoT的安全，就必須保證可以接觸到被收集和分析的數(shù)據(jù)的所有關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的安全，覆蓋從傳感器到網(wǎng)絡(luò)再到軟件和服務(wù)器。安全控制模塊可檢測(cè)偽冒產(chǎn)品，確保系統(tǒng)內(nèi)使用正確的模塊，以及確保數(shù)據(jù)本身未被篡改。

Maxim最新發(fā)布的DS28E38DeepCover?安全認(rèn)證器采用ChipDNA? PUF (物理上無法克隆) 技術(shù)，設(shè)計(jì)者能夠以低成本輕松獲取主動(dòng)保護(hù)方案，有效防御入侵式攻擊，可靠地保護(hù)其知識(shí)產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)品。

電源效率

對(duì)于需要確保每天24小時(shí)、每周7天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)線的工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者來說，生產(chǎn)率損失是其面臨的共同挑戰(zhàn)。同時(shí)，工業(yè)4.0和IIoT正在不斷降低自動(dòng)化設(shè)備的體積，提高低功耗和低散熱要求。現(xiàn)代無風(fēng)扇可編程邏輯控制器(PLC)和IO-Link網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)均會(huì)消耗很大的功率，而PLC需要以更小的尺寸提供更強(qiáng)的功能，所以此類系統(tǒng)必須具有更高的電源效率，防止PLC過熱。

Maxim的Pocket IO?PLC開發(fā)平臺(tái)重新定義了工廠運(yùn)作方式并支持工業(yè)4.0應(yīng)用，將傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程升級(jí)到實(shí)時(shí)智能化管理、自適應(yīng)生產(chǎn)及分布式控制，可快速、有效地做出決策、規(guī)避故障停機(jī)，最大程度提高生產(chǎn)力。

此外，Maxim的nanoPower超低靜態(tài)電流系列調(diào)節(jié)器、LDO、監(jiān)控電路等產(chǎn)品也在提高工業(yè)系統(tǒng)電源效率中發(fā)揮了重要的作用。