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采用Sitara™ 处理器,实现工业自动化系统信息传输

电子设计 2018-03-09 08:41 次阅读
在目前竞争激烈的市场环境下,提高生产和供应链的效率是取得成功的两条途径。这些改进与提升包括增强机器的可靠性、规划精简它们的易用性,或者为它们的运行提供更加准确的数据。基于在工厂中如何利用工业自动化系统进行信息传输,这些设想都可成功实现。 工厂内究竟都在发生些什么? 为了保持机器的顺畅运转,操作员必须快速识别生产线上可能出现的任何故障。例如,一台汽水装瓶机需要根据剩余汽水量来提醒操作员补充汽水。一旦系统感测到剩余汽水量不足,这个系统随后会通过一个人机界面(HMI),在手持设备、大型控制室或者机器本身的显示屏上显示状态更新。HMI的范围可以从简单的分段显示装置到高分辨率LCD显示器。 显示系统通常拥有一个应用处理器来运行诸如Linux或VXWorks®等操作系统,这可以实现对Qt等框架的访问,从而进行图形用户界面(GUI)的设计。某些处理器甚至包括图形加速器,以便在减轻主处理器负载的同时,提供复杂精细的图形处理。广泛的2D或3D显示功能已在TI基于ARM内核的Sitara™ 处理器上实现。 现在,既然数据可以通过HMI来显示,下一步就需要从工厂内的其它地方搜集数据了。 数据在网络中是如何传输的? 由于产品通过低延迟实时网络与可编程控制器(PLC)相连接,当其在产品线上移动时,传感器网络就能够捕获这些产品的信息。这些网络使用专门的工业以太网通信协议,在数毫秒的时间内就能完成信息的发送,以确保PLC到互联设备的传输操作比任何人为操作都要快。此外,工业以太网协议经常使用冗余措施来确保网络中断情况下的信息传递。 当使用Sitara处理器时,这些工业通信可以在可编程实时单元和工业通信系统(PRU-ICSS)上运行。这个额外的PRU内核考虑到了多个协议的执行,使得用同一个器件来设定很多不同协议变得更加简单,避免了为每个协议使用一款定制的ASIC器件,从而节省了时间和资源。对于工厂来说,拥有一款重新可编程器件意味着它们不再需要改变整个网络来将不同的元件连接在一起。 这些以太网网络可以满足很多的工厂需求,但是无线连通性可以提供一个更好的解决方案。 如何利用Wi-Fi提高连通性? 工厂经常采用大型机械,而人类操作员很难接近这些具有特性显示屏或访问点的机械,因为这些机械往往位于距离地面很高的地方,或者显示屏安装在非常狭小的空间内。为了从这些难以到达的地方获取信息,Wi-Fi传感器可以将数据中转至一个相对便利的位置,例如一个控制室内。并且,通过将云端服务集成在内,工人不仅仅能够通过智能手机访问这些特定信息,他们还可以获得机械上某一特定组件的历史数据或统计数据。

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