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意法半導體:跨越工業4.0門檻的必備條件-- SIL安規和IO-Link

本文作者:馬蘭娟       點擊: 2019-04-22 13:39
前言:

照片人物:意法半導體智慧工業與工廠自動化技術行銷工程師Natale Testa、工業產品技術行銷工程師Michelangelo Marchese(左)
製造業正在快速邁向工業4.0時代,IoT技術和設備以及資訊處理系統的廣泛使用,大大改善了生產效率,在包括維護保養等環節的製造鏈中有效降低成本。新的問題也隨之而來,就是安全,也是目前工業4.0技術的熱點問題。
 
這裡的安全包含兩個方面,製造商們用資訊安全(Security)和功能安全(Safety)來區別。

資訊安全這個問題是數位世界由來已久的問題,不安全的設計、代碼漏洞導致別有用心的人非法獲取設備許可權,去年台積電因為採購設備資訊系統的漏洞停工3天的事情為工業界敲了一記警鐘;功能安全則與使用者更加密切相關,生產製造與電器產品的安全規範持續推陳出新,默默地保護著使用者的安全。
 
ODM製造商為了能夠讓產品快速推向工業市場,採用通過安規系統認證的產品,可縮短驗證產品所需的時間。常見安規,如IEC61508,涉及自動化設備保護系統,具體到半導體IC,符合不同SIL (Safety Integrity Level,安全完整性等級,最高等級為SIL4)等級的產品為不同工業應用提供不同等級的安全保護。

意法半導體智慧工業與工廠自動化技術行銷工程師Natale Testa表示,客戶尋料需要找SIL等級的材料,採用符合SIL安規的材料,客戶對整個系統通過認證就有信心,這是目前ST客戶詢問度很高的問題。

除了提供符合SIL認證的各類STM32產品,ST還推出了很多針對工業安全的模組,如:X-NUCLEO-OUT01A1具有絕緣/隔離式的Intelligent Power Switches (智慧型功率切換器)
 
工業4.0演進的另一重要議題就是感測器的通信問題
 
製造業升級過程中,各式感測器數量在不斷增加,通信情況變得複雜。一方面,大部分工廠不可能拆除重建,通常是在原有設備基礎上進行數位化的升級,比如原先的類比感測器更換為數位感測器,從而可以更加精確地收集資料,同時為決策系統提供更多提供更多有效資料;另一方面工業系統需要滿足苛刻的安全需求才能推向市場。
 
感測器系統安全和資料傳輸方面正逐漸走向規範化,現在的設計人員只需透過IO-Link傳輸協議,採用符合相應安規等級IO-Link的傳輸晶片,就可以讓感測器系統更加安全,縮減設計和認證成本。
 
意法半導體工業和電力轉換部門工業產品技術行銷工程師Michelangelo Marchese認為,IO-Link是為工業智慧感測器(Smart Sensor)而生的通信協議,負責PLC到感測器的通信,而PLC與上級系統的通信這仍然交還給傳統的工業通信匯流排。
 
IO-Link與傳統工業資料傳輸匯流排之間是互補的關係,它讓工業感測器的資料連結變得清晰而簡單。ST的L6362A就是一款IO-Link收發器。
 
Michelangelo Marchese表示歐洲正在大力推進IO-Link技術規範,預期IO-Link市場越來越大,很有機會成為工控智慧感測器軟硬體標準

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