意法半導(dǎo)體在智能工業(yè)系統(tǒng)的三個(gè)重要功能組成部分介紹
“中國(guó)制造2025”計(jì)劃正在推進(jìn),歐美半導(dǎo)體廠商面向中國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的產(chǎn)品和技術(shù)的推廣也未曾停止。近日,意法半導(dǎo)體公司(ST)在京召開(kāi)媒體見(jiàn)面會(huì),市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)和應(yīng)用(亞太區(qū))高級(jí)總監(jiān)Francesco Muggeri先生講解了ST公司面向智能工業(yè)的諸多解決方案,希望在中國(guó)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)過(guò)程中發(fā)揮更大作用。
Muggeri先生說(shuō),我們正在面臨第四次工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命指的是由水力和蒸汽力量替代人力和畜力的革命,第二次工業(yè)革命通過(guò)分工和使用電力實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),第三次工業(yè)革命則使用電子產(chǎn)品和IT技術(shù)來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。本次即第四次工業(yè)革命使用網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)(CPS)、通信、物聯(lián)網(wǎng)和分散式?jīng)Q策,升級(jí)更新現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)智能工業(yè)。
Muggeri先生說(shuō),智能工業(yè)意味著工廠的生產(chǎn)效率會(huì)更高。供應(yīng)鏈將實(shí)現(xiàn)更高的靈活性和可定制化,生產(chǎn)可持續(xù)更強(qiáng),廢棄物和能耗則減少。同時(shí),智能工業(yè)為員工提供更加安全的工作環(huán)境,在工作場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)更佳的人機(jī)協(xié)作,優(yōu)化機(jī)器和工具的使用。
作為從事工業(yè)產(chǎn)品30年的大型半導(dǎo)體廠商,ST擁有諸多高附加值片上系統(tǒng)(SoC) 和系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)解決方案。尤其是通過(guò)自有的SiP解決方案,ST打造出大量集成微控制器、電氣隔離、電機(jī)控制和功率晶體管的系統(tǒng)級(jí)功能產(chǎn)品。
ST的智能工業(yè)方案遍及在智能工業(yè)系統(tǒng)的三個(gè)重要功能組成:運(yùn)動(dòng)控制與功率、工業(yè)通信和傳感測(cè)量。
運(yùn)動(dòng)控制與功率:STSPIN家族
作為電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的先鋒,ST提供了豐富的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,在廣泛的額定電壓和電流范圍上滿足了有刷直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)的要求。ST的STSPIN家族集成了MCU、電機(jī)控制和功率晶體管,智能、簡(jiǎn)潔而高效。STSPIN包括STSPIN800系列,用于3D打印和舞臺(tái)照明;STSPIN200系列,用于電子氣門(mén)和電子門(mén)鎖;STSPIN32系列,用于機(jī)械臂、電動(dòng)工具以及工業(yè)自動(dòng)化和控制。
Muggeri先生介紹說(shuō),STSPIN830是STSPIN家族最新重點(diǎn)產(chǎn)品。STSPIN830是一個(gè)緊湊而多功能的FOC三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,它在4 x 4 mm QFN封裝中集成了控制邏輯和全面保護(hù)的低RDSon三重半橋功率級(jí)。由于采用了專(zhuān)用的模式輸入引腳,該器件允許用戶選擇兩種方式:通過(guò)6輸入驅(qū)動(dòng)(每個(gè)功率開(kāi)關(guān)一個(gè)),或者更常用的3 PWM直接驅(qū)動(dòng)輸入。
工業(yè)通信
通信技術(shù)對(duì)于智能工業(yè)至關(guān)重要。智能機(jī)器用智能化的方式連接和驅(qū)動(dòng)工業(yè)傳感器和執(zhí)行器。ST擁有完備的通信方案,包括Io-Link系列、工業(yè)傳感器、過(guò)程控制 IPS系列、可編程邏輯控制、工業(yè)PC外設(shè)I/O、數(shù)控機(jī)床、適用于各類(lèi)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)器 KNX以及智能樓宇等方案。
據(jù)Muggeri先生介紹,ST的智能工業(yè)通信產(chǎn)品中最重要的是Io-Link系列,包括4x IO-Link L6360主控制器和L6362A IO-Link收發(fā)器。使用這兩種IO-Link器件可以創(chuàng)建一個(gè)分布式的傳感器節(jié)點(diǎn),如下圖所示。
傳感
MEMS傳感器是ST的拳頭產(chǎn)品。ST提供自動(dòng)化時(shí)代所需的各類(lèi)MEMS傳感器,尤其是其高精度運(yùn)動(dòng)傳感器,它們將出色的精度、穩(wěn)健性和10年使用壽命融于一體,符合工業(yè)4.0要求。
預(yù)測(cè)性維護(hù)是傳感器的重要應(yīng)用。據(jù)測(cè)算,預(yù)測(cè)性維護(hù)能夠減少多達(dá)50%的停機(jī)時(shí)間,還可節(jié)省多達(dá)40%的設(shè)備和維護(hù)成本。Muggeri先生介紹說(shuō),ST的STEVAL-IDP005V1評(píng)估板是一個(gè)用于電機(jī)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)的解決方案,可以通過(guò)各種機(jī)械振動(dòng)參數(shù)如位移、速度、加速度、噪聲、角速度和扭矩來(lái)分析不平衡、松度、輸出軸和齒輪嚙合曲線,提前診斷出設(shè)備將要發(fā)生的故障,從而避免發(fā)生巨大的設(shè)備損失。
ST面向智能工業(yè)的解決方案數(shù)量大、品種多,我們不可能一一介紹。以上簡(jiǎn)單介紹了ST最新推出的具代表性的三個(gè)產(chǎn)品,分別說(shuō)明ST在運(yùn)動(dòng)控制與功率、通信和傳感技術(shù)方面的能力。