在工業自動化技術中可以看到由工業4.0和工業物聯網（IIoT）推動的數字化轉變。生產車間正在發生變化。各個生產基地正在聯網;他們彼此之間以及不同公司部門之間甚至跨越公司邊界進行通信。通過狀態監測和優化機械裝置和技術系統，可以顯著提高整體生產的效率。然而，這需要企業中所有參與者（無論是人還是機器）之間的持續通信，以交換無數量的數據和各種參數。

連接處理曾經相對簡單——來自各種系統的模擬傳感器信號被傳輸到中央控制器并在那里數字化——在工業 4.0 時代，數字化正在向傳感器轉移。所謂的智能智能傳感器的實施可以集成到復雜網絡中的任何位置，允許它們通過網絡傳遞記錄的物理量的數字形式。如圖2所示，除了實際的測量參數檢測外，該智能傳感器還將信號調理和處理的主要部分集成在一個外殼中。

圖2.從簡單的模擬傳感器轉變為智能傳感器。智能模擬傳感器包括完整的信號鏈和處理單元。

此外，智能傳感器通常已經配備了總線接口。通過測量參數的數字化，可以以更快的速度傳輸更多的數據。另一個優點在于更強大的信號傳輸。通過數字信號傳輸，可以減少甚至完全防止信號變化和干擾。此外，在理想情況下，支持總線的傳感器可以通過即插即用連接到網絡，這意味著它們由控制單元自動檢測。如果一個傳感器發生故障，其他傳感器將繼續工作。

然而，所有這些都需要一個無處不在、高度可靠和實時的網絡，從單個傳感器和執行器擴展到機器，最后延伸到整個系統。以太網（尤其是工業以太網）已成為一套關鍵的通信標準。與以前的現場總線相比，工業以太網具有決定性的優勢，例如在共享傳輸介質上高效同步傳輸更大的數據量。此外，工業以太網提供了在統一的基礎上創建整個通信的可能性，這通過確定性的實時擴展補充了經典以太網。

正是針對此類應用，ADI公司去年向市場推出了實時以太網多協議（REM）開關芯片系列fido5000系列。該系列具有兩個支持 TSN 的以太網端口，可實現線形、環形、星形和冗余星形網絡拓撲等。此外，任何主機處理器都可以通過其可配置的內存總線接口與交換機芯片連接。fido5000 REM 交換機的靈活性使開發人員能夠在標準不斷發展的情況下使其設計經得起未來的考驗，因為它支持當前每種工業以太網協議。

其中，這些優勢是由位于富爾達的德國家族企業JUMO集團實現的。JUMO開發和制造用于測量，控制和分析物理和化學量的產品和系統解決方案，適用于各種行業，包括食品，空調，機械工程，化學和制藥，包裝以及水和廢水。在這些行業的任何地方，都必須通過大型網絡傳輸各種過程數據。這是fido5000的理想應用，也是它被用于最新的JUMO設計之一DICON touch的原因。

The JUMO DICON Touch

DICON 觸摸是一個 2 通道過程和程序控制器，可以通過 TFT 彩色圖形屏幕可視化，并且可以通過觸摸直觀地操作。除了提供以前可用的RS-422 / RS-485 MODBUS RTU，以太網和PROFIBUS DP接口外，最新的DICON touch還可以與PROFINET控制器連接和通信。這是通過其集成的fido5000 2端換機實現的，該交換機允許建立簡單的網絡拓撲。網絡應用程序具有集成功能，包括注冊數據評估、設置配置和用于在線可視化的 Web 服務器功能，這些功能與 PROFINET 實時數據交換一起提供。通過認證保證符合PROFINET標準并與不同制造商的應用兼容。??

ADI和JUMO有著長期的合作關系。通過2016年收購Innovasic，ADI得以擴展其工業以太網產品組合。這使得ADI能夠為客戶提供一系列工業以太網應用——這一事實在與JUMO的合作中已經得到證明，并對兩家公司之間的關系產生了積極影響。通過JUMO，ADI超越了單個元件的供應商，成為真正的設計合作伙伴?！巴ㄟ^ADI公司，我們獲得了一個稱職的合作伙伴，該合作伙伴為我們的多通道過程和程序控制器JUMO DICON touch開發PROFINET接口提供了非常專業的支持，”JUMO GmbH產品經理Klaus Otto說。

這種伙伴關系是ADI公司關注的主要焦點，未來將擴大。ADI在這些合作伙伴關系中的區別在于如何開展合作，以及如何利用各自的優勢來促進合作。例如，ADI公司通過解決最新技術并在早期階段應對嚴峻挑戰，為其合作伙伴提供工業4.0領域的全面專業知識。

因此，ADI已經超越了人們所認為的傳統半導體公司——ADI突破了硅技術的界限，并在軟件、系統專業知識和專業知識方面進行了大量投資。這些知識與涵蓋從傳感器到云的整個信號鏈的無與倫比的功能選擇相結合。挑戰在系統層面得到解決。這加快了開發過程，縮短了產品的上市時間。因此，通過更早地啟動下一代產品來提高競爭力。ADI幫助其合作伙伴滿足他們的需求 - 無論是作為后臺的被動合作伙伴，還是作為主動合作伙伴，為協作貢獻其技術、經驗和人才。

特別是在DICON touch的開發中，ADI公司提供了基于以太網協議PROFINET設計所有器件的解決方案。挑戰在于開發一種盡可能通用的設備，為客戶提供大量的可能性。DICON touch將作為一個模塊化的強大概念進行開發：帶有簡單的插入卡和用于標準以太網的集成PHY，或者使用具有PROFINET功能的擴展插件卡。“在開發過程中，我們特別關注了市場上尚未推出的具有如此功能范圍的個性化PROFINET解決方案，”Klaus Otto說。

除了fido5000 REM開關芯片外，集成的RapID平臺還用于DICON Touch的開發。它演示了一個基于fido5000作為嵌入式設計的完整解決方案。它將fido5000開關芯片、通信處理器、JTAG接口和PHY以及閃存、SDRAM和EEPROM等不同存儲器全部集成在一個板上。下一代RapID平臺將包括一個功能更強大，更節能的ARM Cortex-M4處理器作為通信處理器，可以根據要求在其上實現其他過程。對于DICON touch的開發，現有RapID平臺的特性，如通用預認證工業以太網協議的可用性，非常符合JUMO的利益。在RapID平臺上下載所有相關信息，包括電路圖和布局數據，大大減少了開發時間。RapID平臺的另一個有趣功能（也是DICON touch）是動態的集成Web服務器，可用于以非常簡單的方式讀取或更改網絡參數以及輸入和輸出數據。此外，還可以通過 RMII 和 I 配置 PHY。???2C 接口。此外，PROFINET模塊可以在啟動時更新，因為固件在DICON Touch上鏡像。

因此，RapID平臺對DICON Touch的靈活配置還支持固件更新和網絡訪問。在開發DICON Touch的過程中，創造力也沒有限制。例如，標準閃爍的LED是PROFINET的一個重要功能，但沒有在電子設備上實現。相反，DICON Touch的完整LCD顯示屏將閃爍。

網絡安全在DICON touch的開發中也發揮了關鍵作用。工業控制器的網絡安全不能通過一刀切的解決方案來解決。相反，必須根據對系統的風險評估采取影響深遠的方法。作為其安全戰略的一部分，ADI公司專注于使其所有以太網組件盡可能安全。因此，當前的工業以太網和TSN解決方案是公司安全發展的重點之一?；?fido5000 的 RapID 平臺補充了安全功能，提供密鑰管理、安全啟動、安全更新和安全內存訪問，以防止網絡攻擊。

圖4.基于 fido5000 的 RapID 平臺可作為評估套件提供。

結論

憑借fido5000系列和RapID平臺，ADI為其合作伙伴提供了完美的應用解決方案，使他們能夠滿足未來的要求，如實時功能、可靠性、安全性等。在這種情況下，ADI不僅為客戶提供純產品，還為客戶提供合作或支持其開發的可能性。這種合作的優勢已經通過新的JUMO DICON觸摸過程控制器的例子得到了證明。該項目的成功產生了一個安全、可靠和前瞻性的解決方案，該解決方案是在可管理的時間內共同開發的。

審核編輯：郭婷