拥抱工业4.0时代，Maxim推出多款工业用参考设计

发布时间：2014-10-24 阅读量：671 来源: 我爱方案网作者:

【导读】工业4.0时代正在成为一个热词，在这一潮流驱动下，工业生产将由集中式控制向分散式增强型控制的模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。

工业4.0时代正在成为一个热词，在这一潮流驱动下，工业生产将由集中式控制向分散式增强型控制的模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。为了适应工业界的这一变化，Maxim Integrated Products (Maxim)近期推出了一些列参考设计，帮助用户能够快速搭建起适应工业4.0需要的生产模式。

微型PLC平台

Maxim推出的微型PLC平台，与传统的PLC该方案比较，外形尺寸缩小10倍、功耗降低50%以上、数字I/O输出数据处理速度加快70倍使设计人员以更低功耗、更少元件和更低成本实现工业4.0版设计。该平台包含5款参考设计，可作为子系统独立运行，并通过电脑的USB端口配置和测试。

该参考设计的主要优势包括：

• 更高生产率：数字I/O数据处理速度加快70倍，有效提升生产率；
• 更高效率：功耗降低50%以上，允许无风扇工作及更高的I/O密度；
• 紧凑外形：外形尺寸缩小10倍，使PLC模块能更邻近工厂车间；
• 高集成度：有效减少元件数量、提高可靠性，并提供诊断功能，确保生产线全天候正常运行。

可编程逻辑控制器(PLC)是控制并协调整个工厂传感器和机器的核心模块。每年因工厂维护及相应的生产损失造成的费用高达8千亿美元。为降低此项成本，全球工业4.0版开发能够促使制造商设备更加智能、更加高效。

图1，采用Maxim器件构建的微型PLC

超低功耗高精度模拟输出系统

工业4.0标志着工厂系统由大型、集中式可编程逻辑控制器(PLC)向模块化、分布式微型PLC的转变，这种转变将有效提高效率和灵活性。Maxim Integrated为设计人员提供面向工业4.0版设计的微型PLC模拟输出系统MAXREFDES60#，帮助设计人员以更低功耗实现工业4.0版工厂自动化设计，满足更高分辨率的分布式控制需求。

MAXREFDES60#参考模块功耗低于250mW，能够以超小尺寸(约信用卡大小)为微型PLC设计提供超低功耗、超高精度的模拟输出。高度集成的MAXREFDES60#是一款完备的系统设计，包含一个微控制器和隔离电源。用户可通过USB将MAXREFDES60#轻松插入电脑，为其供电，并在数分钟内启动评估流程。

该系统的主要特点包括：

• 超低功耗：高效24V隔离电源产生0至10V输出电压，功耗仅为240mW (典型值)
• 高精度：16位高精度模拟输出，满量程误差低于0.05%
• 高集成度：包含微控制器、DAC、电源、电压基准和数字隔离器，可快速实现设计
• 优异的数据完整性：数据隔离架构有效抑制电磁干扰，避免数据遭到破坏

高精度、低功耗接近检测参考设计

Maxim推出的MAXREFDES27#接近检测传感器IO-Link子系统参考设计允许操作人员调节、校准光接近检测传感器，实现高达14位分辨率的精度。包含DC-DC低功耗转换电路有效提高系统效率。该设计可针对不同的表面和光强水平进行调节和校准。

其特点包括：

• 高集成度：电路板集成DC-DC转换器、IO-Link收发器、接近检测传感器和Renesas RL78微控制器，有效提升效率、可靠性及系统可配置性；
• 超低功耗：功耗仅为150mW (典型值)，低功耗特性有效降低热耗，从而提高可靠性、延长工作时间；
• 可靠的IO-Link性能：提供自配置功能、传感器与控制模块之间高效的双向通信以及多种保护机制；
• 微小的外形尺寸：整个设计的印刷电路板(PCB)尺寸为8.2mm x 31.5mm。

16通道数字输入集线器

工业控制通常存在大量的输入线缆，从各种传感器至可编程逻辑控制器(PLC)的数字输入模块。此种传统架构很难进行故障排查、且维护费用高。最新的MAXREFDES36# IO-Link子系统将16路数字输入汇集到集线器，省去了连接PLC的15根电缆。该子系统功耗仅为235mW，尺寸较现有方案缩小60%。这种节省空间的数字集线器允许制造商在每个系统控制器中放置更多的数字输入，有效简化运营复杂度、降低维护成本、保持低功耗运行、延长正常工作时间。

MAXREFDES36#的特点包括：

• 高集成度：电路板包含DC-DC电源转换器、两个8通道数字输入串行器、IO-Link收发器和Renesas RL78微控制器
• 可靠的IO-Link性能：提供自配置、短路和关断保护、过热预警以及驱动功能
• 低功耗：功耗仅为235mW (典型值)
• 小尺寸：方案尺寸为53.75mm x 72mm，可放入标准DIN导轨PCB支架，较现有方案缩小60%

现代“智能化”制造业很大程度上依赖于高速自动化及优异的检测功能，进而引发对多功能、高精度接近检测需求的大幅增长，然而接近检测并非易事，系统需要多路传感器输入。上面介绍的的两款全新子系统均集成了工业应用所需的IO-Link标准接口，有效节省空间。MAXREFDES27#接近检测传感器采用IO-Link协议，实现控制器和远端光传感器之间的高效、双向通信。MAXREFDES36#数字集线器采用IO-Link协议加强分布式控制，将16路数字输入放置在二进制传感器附近，从而缩减了PLC侧大量的线缆数量，并大幅降低成本、实现更高的数字输入密度。

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