【導(dǎo)讀】工業(yè)4.0技術(shù)和中國智能制造戰(zhàn)略正在快速催生新一代數(shù)字車間或智能工廠的出現(xiàn)，Maxim最近宣布推出的最新Go-IO平臺參考設(shè)計，幫助設(shè)計者在工業(yè)4.0數(shù)字工廠設(shè)備中實現(xiàn)更強大的智能性，同時滿足可編程邏輯控制器(PLC)嚴格的尺寸和功耗要求。

隨著中國智能制造戰(zhàn)略的實施，傳統(tǒng)車間和工廠都在尋求向數(shù)字車間或智能工廠升級，以提高生產(chǎn)效率或以較低成本滿足柔性制造需求（即小批量多品種需求）。目前中國已經(jīng)初步建成200多個數(shù)字化車間/智能工廠，預(yù)計2020年中國智能制造市場規(guī)模將超過2200億元。

根據(jù)權(quán)威市場研究報告，2016年中國智能制造系統(tǒng)解決方案市場規(guī)模達到1060億元，同比增長18.4%，預(yù)計2020年將超過2200億元。以工業(yè)機器人產(chǎn)銷為例，2017年工業(yè)機器人產(chǎn)量突破13萬臺套，同比增長68.1%，市場規(guī)模占全球1/3，連續(xù)5年成為全球第一大應(yīng)用市場。

目前，中國已經(jīng)初步建立起與國際同步的智能制造標準體系，建成100多個智能制造標準試驗驗證平臺，發(fā)布74項國家標準，并已經(jīng)形成長三角、環(huán)渤海、珠三角、中西部等四大智能制造集聚區(qū)。其中，長三角地區(qū)經(jīng)濟活躍度高，智能制造推進速度較快。

事實上，中國工廠開始越來越意識到把智能化移向工廠前沿的重要性，一個很重要的好處就是提高了自適應(yīng)調(diào)節(jié)的能力，而自適應(yīng)調(diào)節(jié)帶來了生產(chǎn)的靈活性，現(xiàn)在用一條產(chǎn)線可以生產(chǎn)多品種、多規(guī)格的產(chǎn)品，不再需要增建、擴建更多的產(chǎn)線了。另外一個好處是產(chǎn)能有了更大的提高，并獲得更高的生產(chǎn)效率。

Maxim工業(yè)與醫(yī)療健康事業(yè)部總經(jīng)理Jeff DeAngelis說：“我們綜合評估了一下，智能化工廠可以將生產(chǎn)效率平均提升65%，同時還可以大幅縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間。”

“當前正在推行的工業(yè)IoT要求在自動化工廠的前沿設(shè)備中增加智能、聯(lián)網(wǎng)傳感器和PLC的數(shù)量。旨在加速此類器件普及的方案，對于汽車、化妝品和運動器材等各種各樣的商品生產(chǎn)均具有非常高的價值。”IHS Markit首席分析師Robbie Galoso表示。

為了加速中國智能工廠的轉(zhuǎn)型升級，Maxim最近宣布推出最新Go-IO平臺參考設(shè)計，幫助設(shè)計者在工業(yè)4.0數(shù)字工廠設(shè)備中實現(xiàn)更強大的智能性，同時滿足可編程邏輯控制器(PLC)嚴格的尺寸和功耗要求。Go-IO在尺寸只有信用卡一半大小的封裝中集成了17個可配置IO，能夠充分釋放工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的全部潛能，支持在自動化工廠子系統(tǒng)中實現(xiàn)可提升生產(chǎn)效率的自診斷功能。

“隨著工廠和制造車間開始從越來越多的自動化機器收集數(shù)據(jù)，PLC尺寸必須越來越小、功耗越來越低，以適應(yīng)各個子裝配線和復(fù)雜機器的設(shè)計需求。Go-IO通過下一代工業(yè)IO方案，提高生產(chǎn)效率，為關(guān)鍵、實時決策提供機器級的健康和狀態(tài)信息，進一步推動產(chǎn)業(yè)融合。”Maxim Integrated工業(yè)與醫(yī)療健康事業(yè)部總經(jīng)理Jeff DeAngelis表示。

數(shù)字工廠能夠根據(jù)新的要求或不斷變化的環(huán)境動態(tài)、實時地調(diào)整生產(chǎn)線。為了完全實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)融合，自動化設(shè)備還必須具備自我診斷和優(yōu)化功能。Go-IO將智能化推向前沿，支持主動監(jiān)測和交流設(shè)備健康和狀態(tài)信息，并實現(xiàn)更高的吞吐量和生產(chǎn)效率。

Jeff DeAngelis自豪地表示：“Maxim獨特的系統(tǒng)集成能力使得該參考設(shè)計可以滿足PLC日益嚴格的尺寸及功耗要求，與其業(yè)界領(lǐng)先的前一代參考設(shè)計Pocket IO相比，方案尺寸縮小10倍、功耗降低50%。”

Go-IO包括以下技術(shù)：

MAX14819超低功耗、雙通道、IO-Link主機收發(fā)器，帶有成幀器和L+電源控制器。

MAX22192工業(yè)數(shù)字輸入器件完全符合IEC61131-2標準，內(nèi)部集成數(shù)字隔離。將8路、24V(吸電流)、工業(yè)輸入轉(zhuǎn)換成隔離的SPI串行輸出，可連接1.71V至5.5V邏輯電壓。電流設(shè)置電阻允許MAX22192配置為1類、2類或3類輸入，提供完備的故障檢測功能，其采用6mmx10mm GQFN封裝。

MAX14912八通道數(shù)字輸出驅(qū)動器，提供640mA高邊開關(guān)或推挽式可配置輸出，能支持高達200kHz開關(guān)頻率，并提供獨有的快速安全消磁功能，避免設(shè)備受電感反沖能量的沖擊。

MAXM22511集成2.5kVRMS隔離電源和隔離數(shù)字RS485收發(fā)器模塊，支持25Mbps數(shù)據(jù)速率，提供+/-35kV ESD保護，采用小尺寸9.5mmx11.5mm封裝。

MAX144836通道、3.75kVRMS數(shù)字電隔離器，采用Maxim專利技術(shù)。6路信號針對SPI接口優(yōu)化，為SDI、SDO和SCLK通道提供超低傳輸延遲。采用20引腳SSOP封裝，爬電距離和間隙為5.5mm。MAX14130則為四通道1kVRMS數(shù)字隔離器，采用16引腳(6mmx5mm)QSOP封裝，適用于RS232、RS485等數(shù)字IO隔離。

MAXM15462喜馬拉雅uSLIC電源模塊，為工業(yè)電源提供超小尺寸、低功耗、高效方案。

靈活、可靠、開源的Go-IO參考設(shè)計是工業(yè)自動化、樓宇自動化和工業(yè)機器人應(yīng)用的理想選擇。該參考設(shè)計包括12片高度集成IC、17路IO(支持多種數(shù)字IO配置)、4通道IO-Link主機(為模擬和數(shù)字傳感器提供通用IO接口)，以及1個可靠的25Mbps隔離RS-485通信通道(提供可靠的多點數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，用于將具有時效性的健康和運行狀態(tài)信息上傳至本地數(shù)據(jù)湖或云端)。

主要優(yōu)勢

提高生產(chǎn)效率：利用實時健康和運行狀態(tài)信息讓自動化工廠設(shè)備更智能，使工廠設(shè)備能夠快速定位問題并解決問題，保證高水平的正常運行時間；

分散控制：將智能控制從一個中央指揮中心轉(zhuǎn)移到每一臺自動化設(shè)備，支持設(shè)備快速適應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格或制造需求的變化；

小尺寸、低功耗：在更小的封裝內(nèi)集成更強的智能性—與前身方案相比，尺寸縮小10倍(不足1立方英寸)、功耗降低50%。