ADI智能工廠專識引領,精準選擇IO-Link從站收發(fā)器解決方案
出色的IO-Link從站收發(fā)器應能夠全方面滿足應用要求。這是智能工廠系列的最后一篇博文,討論了選擇IO-Link從站收發(fā)器時需要考慮的因素,并說明了ADI公司IO-Link收發(fā)器產品系列的特性如何幫助盡可能簡化這一過程。請點擊此處查看之前的博文。
連接器引腳功能
選擇IO-Link從站收發(fā)器時,我們先要考慮該器件支持的連接器引腳功能的數(shù)量和類型。有些智能工廠器件可能只需要一個C/Q引腳來進行數(shù)據(jù)傳輸/切換,MAX22514非常適合此類任務。有些器件可能需要IO-Link連接,其中包括額外的數(shù)字輸入(DIN),以傳輸來自基本傳感器或按鈕開關的信號。在這種情況下,MAX22515是更好的選擇。還有些器件可能還需要將DIN配置為數(shù)字輸出(DO),而MAX22513提供了這種額外的自由度。
圖1.IO-Link從站收發(fā)器上的端口引腳功能
小尺寸
隨著工業(yè)運營自動化程度不斷提高,工廠車間的設備密度也在迅速增加。這迫使IO-Link傳感器和執(zhí)行器不斷縮小,使收發(fā)器封裝尺寸成為關鍵特性。設計可放入超小型外殼的IO-Link器件并非易事,而采用2.5 x 2mm WLCSP(晶圓級芯片規(guī)模封裝)的MAX22515可以幫助應對這一挑戰(zhàn)。
集成度高、熱耗散低
傳感器和執(zhí)行器外殼不斷縮小會導致一個意外后果,即表現(xiàn)為熱量形式的功耗成為更大的問題。IO-Link從站通常從IO-Link主站(24V電源)獲取電源,但僅需要低數(shù)字電平電壓(3-5V)即可運行。電壓大幅下降會導致相當大的功率浪費。傳統(tǒng)方法是使用外部DC-DC降壓轉換器,但額外的元件會導致增加電路板尺寸。具有高效率全集成式DC-DC轉換器的IO-Link收發(fā)器可以順利解決此問題,例如MAX22513或者MAX22514,前者可通過低輸出電阻驅動器(典型值2Ω)提供高達300mA的電流,后者則通過2.4 Ω驅動器提供高達200mA的電流。
圖2.外殼橫截面,可見采用集成有DC-DC轉換器的MAX22513可節(jié)省大量空間
同樣,帶有集成振蕩器(充當管理通信鏈路的從站微控制器的時鐘源)的IO-Link收發(fā)器可以節(jié)省空間并簡化物料清單(BOM)。MAX22513和MAX22514均具有集成振蕩器。
穩(wěn)健性
工廠車間條件嚴苛、不容怠慢,若沒有充分的保護措施抵御瞬時浪涌和靜電放電(ESD),敏感的半導體電路將很快遭到破壞。ADI公司的IO-Link收發(fā)器集成了±60V電纜接口保護功能,具備應對工業(yè)環(huán)境嚴苛條件所需的堅固耐用性能。此外,這些收發(fā)器具有可調限流值和擺率的發(fā)送器,以實現(xiàn)更優(yōu)越的電磁兼容性(EMC)。
LED驅動器
某些應用需要IO-Link收發(fā)器來驅動外部狀態(tài)LED,而MAX14827A和MAX14828可提供此功能。
圖3.配置為驅動LED的MAX14827A IO-Link從站收發(fā)器
通信和控制接口
從站微控制器帶有各種通信和控制接口,為了實現(xiàn)更優(yōu)異的靈活性,ADI公司的IO-Link收發(fā)器支持不同的接口選項,包括:
-SPI - MAX22514或MAX22513
-I2C - MAX22513或MAX22515
-引腳模式 - MAX22515
總結
本系列博客文章介紹了IO-Link如何充分體現(xiàn)“智能工廠”概念。這種多功能接口簡化了與智能傳感器和執(zhí)行器的通信,將信號傳輸與電纜供電技術相結合。隨著工業(yè)自動化系統(tǒng)日益互連和智能化以適應集中控制和優(yōu)化生產的需求,它已成為關鍵賦能因素之一。下表總結了ADI公司IO-Link產品系列中從站收發(fā)器的特性。
圖4.ADI公司IO-Link從站收發(fā)器產品系列及特性表格
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