分散式控制架構實現工廠自動化

Maxim Integrated亞太地區執行總監丁寶明及台灣技術應用總監黃大峯。

製程節點資料的擷取及處理是智慧工廠賴以運作的要素之一，也就是說感測器資料的收集是工廠自動化的基礎。針對資料收集及處理的流程，IO-Link是提升靈活性及效率的好工具，美信(Maxim Integrated)對此頗有著墨。

IO-Link協定，點對點通訊降低複雜度

IO-Link是一項全球開放標準點對點串列通訊協定，此技術不以現場匯流排為基礎，而是從感測器端點到主機系統之間的點對點通訊協定。「這個協定的好處之一，就是能很容易地將感測器(Sensors)與致動器(Actuators)整合至工業聯網中，使用者可以透過IO-Link存取感測器參數、製程資料及診斷資訊。

「更重要的是，該技術不只能偵測機器上的產品，還能監控機器的運作狀況。」雖然好處頗多，不過，Maxim亞太地區執行總監丁寶明表示，台灣工具機業者目前仍在IO-Link的初期導入階段，預計今年年底將會有第一台採用Maxim IO-Link方案的台灣工具機產品現身。

針對IO-Link，Maxim已推出IO-Link裝置收發器，Maxim台灣技術應用總監黃大峯指出，「感測器越來越小並需要提供更多功能，同時還要確保可靠的通訊，且這些感測器不僅體積小且不易散熱，因此電源部分也很重要。」

電源是Maxim的強項之一，能提供整合控制IC、電感、電容的高整合度及高效率的系統單晶片(SoC)，且具有與車用領域同等的高穩定度及高可靠度。值得一提的是，Maxim的IO-Link裝置收發器整合了工業感測器常見的高電壓功能，包括驅動器和穩壓器，可以提供整合式保護功能，達到可靠通訊的目的。在主機端，Maxim也已推出雙頻道IO-Link主機收發器，可實現可靠通訊，並降低50%功耗，進一步促進工業4.0的實現。

PLC平台體積縮小，IO密度更高

工業4.0的到來帶動生產和製程自動化的重大變革，對於PLC(可程式邏輯控制器)的設計方向也有深遠影響。在智慧工廠內，用於監控環境和流程的感測器數量正在持續增加中，集中式的PLC容易造成瓶頸，因此分散式控制架構日趨重要，而這就意謂分佈在眾多節點的PLC模組體積必須縮小，黃大峯說明PLC設計面臨的挑戰，「PLC的挑戰就是要在更小的體積內裝入更多的IO輸入輸出，而系統必須具備比以往更高的效率，才能避免PLC過熱。」Maxim的Pocket IO平台就是為了克服這些挑戰而生，利用Pocket IO平台可以實現工廠的分散式控制器配置。

Maxim的Pocket IO平台較之前的PLC平台效率提高30%、體積減小2.5倍，體積不到10立方英吋。此平台配備有30路IO，具有三種不同的感測器輸入和電機控制，丁寶明強調，「透過數位、類比功能的高度整合，Pocket IO能做為工業4.0進程中的完善工業平台。」在PLC模組中，類比及離散元件其實佔據了大部分的體積，因此數位、類比整合功能是模組體積縮小的關鍵所在。整體來說，Pocket IO平台可為提高生產力提供的優勢，包括即時智慧管理、自適應生產及分散式控制等，足以管理全部的IO並控制製造節點及機器設備。

Maxim提供的自動化方案獲得全球許多機器人及工具機業者的青睞，例如全球工業機器人廠商ABB就採用Maxim的方案實現啤酒馬克杯印字的自動化流程，以智慧製造方式實現更高效率的生產。