工業(yè)控制與自動化技術將得到加速創(chuàng)新發(fā)展

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展和普及，越來越多的企業(yè)意識到數(shù)字化轉型的重要性，工業(yè)自動化市場迎來巨大的發(fā)展前景。

將以太網(wǎng)技術應用于工業(yè)控制領域形成的工業(yè)以太網(wǎng)技術是當前工業(yè)控制網(wǎng)絡的一個很重要的發(fā)展方向。出于安全性考慮，工業(yè)生產現(xiàn)場對工業(yè)以太網(wǎng)的可靠性和傳輸速度要求非常高。目前，主要的實時以太網(wǎng)有如下幾種:EtherCAT、Pro finet、TC-net、 PowerLink、Modbus-RTPS、Ethernet，以及我國自主研制的EPA等。EtherCAT技術以其優(yōu)越的性能獲得越來越多的關注，而且是中國大力推進的國家標準。

EtherCAT大大提高了帶寬的利用率，與端對端的普通以太網(wǎng)不同，EtherCAT能一次性把所有站點都掃描完從而刷新端口，解決帶寬利用率低的問題。第二，EtherCAT在協(xié)議棧大小和延時方面有更好的解決方法，它能做到在每一個從棧都可以對應地進行收發(fā)控制，基本上把普通以太網(wǎng)的協(xié)議全部都改掉，不需要花時間連接多個節(jié)點，因此延時更低。第三，EtherCAT不像普通以太網(wǎng)需要交換機，它自帶多個網(wǎng)口，解決了這個交換機的問題。

另外，出于功能安全的考慮，工業(yè)控制對精度要求很高，因此實時性非常重要。此時，分布式時鐘便起著關鍵性作用。EtherCAT分布式時鐘機制能同步所有從設備的時鐘，其產生的網(wǎng)絡軸同步至微秒，即使通信周期抖動增加，延遲也非常低。

Microchip能提供數(shù)種開發(fā)平臺，比如MCU16，提供電機控制設計dsPIC33EPM256MC504 MCU和LAN9252 EtherCAT控制器相結合的方案；比如MCU32，能開發(fā)PIC32 + LAN9252 SDK，能基于ARM M4 MCU開發(fā)SAME54 + LAN9252 SDK滿足工業(yè)應用需求。

在工業(yè)領域中，經(jīng)常出現(xiàn)電路在嘗試互相通信時受損的情況，隔離器因能對其進行保護而產生大量需求。一直以來，光電耦合器被廣泛的應用在電路當中，但它們往往功耗較高，而且數(shù)據(jù)速率低于1Mbps。隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，基于CMOS的數(shù)字隔離技術取得很大的進步。相比于傳統(tǒng)的光電耦合器，數(shù)字隔離器在尺寸、成本、性能、功耗和效率方面都有相當?shù)膬?yōu)勢。

在中國，數(shù)字隔離市場多年來一直是處于被國外品牌壟斷的局面，而專注于高性能模擬集成電路產品的榮湃半導體正好彌補了這一國內空白產業(yè)。

MCU作為工業(yè)領域的基礎，歷來以重資本和尖端技術為壁壘，已經(jīng)被國際寡頭形成壟斷。這對于起步較晚的國內芯片廠商而言有很大的挑戰(zhàn)。不僅高價值整機選用國產芯片非常謹慎，國產芯片缺少試錯機會，而且上游供應鏈也受到制約。

不過，由于今年年初中美貿易摩擦不斷升級，系統(tǒng)廠商主動選型國產MCU，使得國產MCU廠商能夠迎來較好的發(fā)展契機。在摩爾定律逼近極限，工藝迭代速度放緩的情況下，國內MCU還是有很大機會追趕的。

后起之秀華大半導體近年來取得不錯的成績，在國際占有一定的地位。華大半導體的產品布局包括靜系列、動系列、智系列、車系列四大系列，分別是超低功耗 MCU、電機控制MCU、通用控制 MCU、汽車電子MCU。其超低功耗MCU系列在國產MCU中領先，其優(yōu)勢在于有nA級別超低待機功耗、cS級高速喚醒以及uA/HMz級高能效比。電機控制MCU是高集成度電機專用的MCU芯片，由專業(yè)的團隊自主研發(fā)變頻算法。通用控制MCU系列產品采用40nm eFlash先進工藝，其最大的優(yōu)勢在于廣泛適用的兼容性、高集成度和高性價比。最后一個車系列產品目前還正在規(guī)劃和設計中。

工業(yè)電源也是工業(yè)生產環(huán)節(jié)中尤為重要的一環(huán)，電機作為其執(zhí)行元件的重要組成部分，對精度和效率的要求比較高。無刷直流電機性能優(yōu)勢明顯，具有很大的發(fā)展前景。輸入電壓不穩(wěn)定和配電故障在發(fā)展中國家或地區(qū)是司空見慣的現(xiàn)象，針對這些市場的電源轉換方案必須穩(wěn)定可靠。

高壓集成電路高能效電源轉換領域公司Power Integrations提供各種高效、高可靠性、高集成度的電機驅動器參考設計方案來滿足市場。

PI中國家電應用主管謝厚林為大家介紹了近期推出的900 V IC產品系列，“該產品系列可為高輸入電壓及多相工業(yè)應用提供強力支持，所有器件都具有內部控制引擎，可在整個負載范圍內提供一致的高效率，從而使設計輕松滿足能源相關產品(ErP)的限值。此外，這些器件還可提供多種輸入電壓及負載保護，進一步增強系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性?！?/p>