分散式控制架构实现工厂自动化

Maxim Integrated亚太地区执行总监丁宝明及台湾技术应用总监黄大峯。

制程节点数据的撷取及处理是智能工厂赖以运作的要素之一，也就是说传感器数据的收集是工厂自动化的基础。针对数据收集及处理的流程，IO-Link是提升灵活性及效率的好工具，美信(Maxim Integrated)对此颇有着墨。

IO-Link协定，点对点通讯降低复杂度

IO-Link是一项全球开放标准点对点串行通讯协定，此技术不以现场汇流排为基础，而是从传感器端点到主机系统之间的点对点通讯协定。「这个协定的好处之一，就是能很容易地将传感器(Sensors)与致动器(Actuators)整合至工业联网中，使用者可以透过IO-Link存取传感器参数、制程数据及诊断信息。

「更重要的是，该技术不只能侦测机器上的产品，还能监控机器的运作状况。」虽然好处颇多，不过，Maxim亚太地区执行总监丁宝明表示，台湾工具机业者目前仍在IO-Link的初期导入阶段，预计今年年底将会有第一台采用Maxim IO-Link方案的台湾工具机产品现身。

针对IO-Link，Maxim已推出IO-Link装置收发器，Maxim台湾技术应用总监黄大峯指出，「传感器越来越小并需要提供更多功能，同时还要确保可靠的通讯，且这些传感器不仅体积小且不易散热，因此电源部分也很重要。」

电源是Maxim的强项之一，能提供整合控制IC、电感、电容的高整合度及高效率的系统单芯片(SoC)，且具有与车用领域同等的高稳定度及高可靠度。值得一提的是，Maxim的IO-Link装置收发器整合了工业传感器常见的高电压功能，包括驱动器和稳压器，可以提供整合式保护功能，达到可靠通讯的目的。在主机端，Maxim也已推出双频道IO-Link主机收发器，可实现可靠通讯，并降低50%功耗，进一步促进工业4.0的实现。

PLC平台体积缩小，IO密度更高

工业4.0的到来带动生产和制程自动化的重大变革，对于PLC(可程序逻辑控制器)的设计方向也有深远影响。在智能工厂内，用于监控环境和流程的传感器数量正在持续增加中，集中式的PLC容易造成瓶颈，因此分散式控制架构日趋重要，而这就意谓分布在众多节点的PLC模块体积必须缩小，黄大峯说明PLC设计面临的挑战，「PLC的挑战就是要在更小的体积内装入更多的IO输入输出，而系统必须具备比以往更高的效率，才能避免PLC过热。」Maxim的Pocket IO平台就是为了克服这些挑战而生，利用Pocket IO平台可以实现工厂的分散式控制器配置。

Maxim的Pocket IO平台较之前的PLC平台效率提高30%、体积减小2.5倍，体积不到10立方英寸。此平台配备有30路IO，具有三种不同的传感器输入和电机控制，丁宝明强调，「透过数码、类比功能的高度整合，Pocket IO能做为工业4.0进程中的完善工业平台。」在PLC模块中，类比及离散元件其实占据了大部分的体积，因此数码、类比整合功能是模块体积缩小的关键所在。整体来说，Pocket IO平台可为提高生产力提供的优势，包括实时智能管理、自适应生产及分散式控制等，足以管理全部的IO并控制制造节点及机器设备。

Maxim提供的自动化方案获得全球许多机器人及工具机业者的青睐，例如全球工业机器人厂商ABB就采用Maxim的方案实现啤酒马克杯印字的自动化流程，以智能制造方式实现更高效率的生产。