图1.联网工厂中各种参与者运用示例。
图2.从大略的仿照传感器转向智能传感器。智能仿照传感器包括全体旗子暗记链和处理单元。
以前，连接相对大略，将来自各种系统的仿照传感器旗子暗记传输给中心掌握器并进行数字化处理即可，但是，在工业4.0时期，传感器也开始采取数字化技能。采取能够集成到繁芜网络的任何位置的所谓智能传感器之后，即可通过网络以数字形式传输记录的数据量。如图2所示，除了实际丈量参数检测之外，这些智能传感器将紧张的旗子暗记调理和处理部分集成在单一封装构造中。
此外，智能传感器常日已配备了总线接口。通过对丈量参数履行数字化，能够以更快速率传输更多数据。另一项上风在于旗子暗记传输更可靠。通过数字旗子暗记传输，可以减少乃至完备肃清旗子暗记变革和滋扰。此外，在空想情形下，总线使能传感器可以通过即插即用连接至网络，意味着掌握单元会自动检测到这些传感器。如果一个传感器故障，其他传感器会连续正常运行。
但是，所有这些都哀求通用、高度可靠、实时可用的网络从单个传感器和实行器扩展至机器，终极扩展到全体系统。以太网，尤其是工业以太网，已经成为一套主要的通信标准。与以前的现场总线比较，工业以太网具有决定性的上风，例如可以在共享传输介质上高效、同步地传输更大的数据量。此外，工业以太网供应了基于统一根本构建全体通信的可能性，通过实时扩展来补充传统以太网，以实现确定性。
去年，ADI公司针对此类运用推出了实时以太网多协议(REM)开关网关芯片系列fido5000。该系列产品利用两个支持TSN的以太网端口来实现（例如）线形、环形、星形和冗余星形网络拓扑。此外，任何主机处理器都可以通过其可配置的存储器总线接口与开关芯片连接。只管各种标准在不断变革，由于fido5000 REM开关灵巧支持当前的每个工业以太网协议，因此有助于开拓职员面向未来设计新产品。
这些上风通过JUMO Group得以实现；JUMO Group是一家在环球范围内运营的德国家族性SMB，位于富尔达地区。JUMO面向食品、空调、机器工程、化学和制药、包装以及水和废水等浩瀚行业，开拓和生产用于丈量、掌握和剖析物理量和化学量的多种产品和系统办理方案。在这些行业领域，随时随地都须要通过大型网络传输多种过程数据。对付fido5000，这是空想运用处景，也是其用于最新的JUMO设计DICON touch的缘故原由所在。
JUMO DICON Touch
DICON touch是一款2通道过程和编程掌握器，可以通过TFT彩色显示屏查看，支持直不雅观的触摸操作。除了供应以前具有的RS-422/RS-485 MODBUS® RTU、以太网和PROFIBUS® DP接口之外，最新款DICON touch还可以与PROFINET掌握器连接并与其通信。上述功能通过集成的fido5000 2端口开关实现，该开关支持构建大略的网络拓扑。该网络运器具备多种集成特性，包括注册数据评估、设置配置，以及用于实现在线可视化的Web做事器功能；此外，还支持PROFINET实时数据交流。通过认证可担保符合PROFINET标准，并兼容来自不同制造商的运用。
图3.DICON touch 2通道过程和编程掌握器——首款配备PROFINET接口的JUMO产品。
ADI和JUMO建立了长期互助关系。2016年，通过收购Innovasic，ADI公司扩展了其工业以太网产品系列。这使得ADI能够帮助客户实现一系列工业以太网运用，与JUMO的互助彰显了这一点，而这又对双方的互助产生了积极影响。通过与JUMO互助，ADI公司从单个组件供应商一跃成为真正的设计互助伙伴。JUMO GmbH的产品经理Klaus Otto表示：“ADI公司是非常不错的互助伙伴，在我们为多通道过程和编程掌握器JUMO DICON touch开拓PROFINET接口的过程中，为我们供应了极有力的专业支持。”
ADI公司非常重视这种互助伙伴关系，未来会连续进一步扩展。ADI公司展开互助的办法，以及利用各自的上风实现双赢的特点，使其在这些互助伙伴中脱颖而出。例如，ADI公司通过在早期阶段采取最新技能和解决重大寻衅，为其互助伙伴供应全面的工业4.0专业技能支持。
终极，ADI不断发展，超越了传统半导体公司的范畴，冲破硅芯片技能的边界，并大力投资于软件、系统专业技能和专项技能开拓。这种知识积累与覆盖传感器到云的全体旗子暗记链的各种精选功能相结合。从系统层面办理各种寻衅。由此加速开拓过程，并缩短产品上市韶光。因此，通过更早开拓下一代产品来提升竞争力。ADI无论作为被动互助伙伴供应帮助，还是作为主动互助伙伴，积极供应技能、履历等支持，都尽力知足互助伙伴的所有需求。
特殊是在开拓DICON touch过程中，ADI供应了一种办理方案，能够知足基于以太网协议PROFINET设计所有器件的需求。寻衅在于，须要开拓一款能够为客户供应无数可能的通用型器件。DICON touch采取功能强大的模块化观点设计：供应大略的插入卡和用于标准以太网的集成式PHY，或者供应具有PROFINET功能的外接插入卡。Klaus Otto表示：“开拓期间，我们特殊关注单个PROFINET办理方案，市情上还没有具备这些功能的同类办理方案。”
除了fido5000 REM开关芯片外，在DICON touch开拓中还用到了集成式RapID平台。该平台展示了以fido5000作为嵌入式设计的完全办理方案。它将fido5000开关芯片、通信处理器、JTAG接口、PHY，以及Flash®、SDRAM和EEPROM等存储器集成在同一个电路板上。下一代RapID平台将采取功能更强大、更节能的ARM® Cortex®-M4处理器作为通信处理器，可根据须要，在该处理器上实行更多处理功能。开拓DICON touch期间，JUMO对现有RapID平台的特性非常感兴趣，例如，该平台供应的常见预认证工业以太网协议。RapID平台支持下载所有干系信息，例如电路图和布局数据，这大大缩短了开拓韶光。RapID平台还供应动态集成web做事器，可通过大略的办法读取或变动网络参数，以及输入和输出数据；DICON touch也具备这一特性。该平台还可以通过RMII和I²C接口配置PHY。此外，由于固件已在DICON touch上天生镜像，因此PROFINET模块可以在启动时更新。
图4.基于fido5000的RapID平台可用作评估套件。
以是，RapID平台针对DICON touch的灵巧配置也支持固件更新和网络访问。对付DICON touch开拓，存在无限创新可能。例如，电子器件上不会供应标准闪烁LED，这是PROFINET的一项主要特性。相反，DICON touch的全体LED显示屏会闪烁。
开拓DICON touch期间，网络安全也是一项主要成分。工业掌握器的网络安全无法通过通用型办理方案实现。而是须要根据系统风险评估，采纳长远方法。作为安全策略的一部分，ADI公司尽力提高以太网元件的安全性。以是，当前的工业以太网和TSN办理方案便是该公司安全开拓事情的重点。基于fido5000的RapID平台补充了多项安全特性，可供应密钥管理、安全勾引、安全更新和安全存储器访问，以抵御网络攻击。
结论
ADI利用fido5000系列和RapID平台，为互助伙伴供应出色的运用办理方案，帮助客户知足实时功能、可靠性和安全性等未来需求。因此，ADI不仅能为客户供应优质的产品，同时还供应开拓互助或开拓支持。这种互助上风通过新型JUMO DICON touch过程掌握器得到印证。通过双方的配合尽力，项目准期完成，成功得到安全可靠的前瞻性办理方案。
作者简介
Thomas Brand于2015年加入德国慕尼黑的ADI公司，当时他还在攻读硕士。毕业后，他参加了ADI公司的培训生项目。2017年，他成为一名现场运用工程师。Thomas为中欧的大型工业客户供应支持，并专注于工业以太网领域。他毕业于德国莫斯巴赫的联合教诲大学电气工程专业，之后在德国康斯坦茨运用科学大学得到国际发卖硕士学位。
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