自動工廠依賴于各類組件之間的實時通信

還記得科幻電影里出現(xiàn)的由人工智能管理的全自動工廠場景嗎？如今這類工廠已經(jīng)存在！

自動工廠依賴于諸如運(yùn)動控制器和機(jī)器人等各類組件之間的實時通信，且這種通信必須實時進(jìn)行。例如，對由100英尺外可編程邏輯控制器（PLC）控制的機(jī)器人發(fā)出的運(yùn)動命令延遲可能會導(dǎo)致最終產(chǎn)品具有缺陷。

基于實時以太網(wǎng)的通信協(xié)議的進(jìn)步已解決了此問題。這些協(xié)議使工廠內(nèi)部的大型設(shè)備網(wǎng)絡(luò)可實時相互通信，同時還提供足夠的帶寬以將診斷和控制數(shù)據(jù)發(fā)送到云。

但這里存在一個“陷阱”。盡管許多實時以太網(wǎng)協(xié)議都實現(xiàn)了此類通信，但它們并非可互操作的。其結(jié)果是，一個實時以太網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行通信的設(shè)備無法和另一臺使用不同協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行通信，即使它們都是使用以太網(wǎng)連接的。因此這里就帶來了兩個問題：您的設(shè)備應(yīng)支持哪類協(xié)議？您可以啟用多個協(xié)議嗎？

支持多協(xié)議系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)

三個主要的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議已占領(lǐng)大多數(shù)工業(yè)市場：Profinet、EtherNet/IP和EtherCAT。通常來講，選擇這三種方法中的其中一種更為安全，但在傳統(tǒng)ASIC設(shè)置中，單協(xié)議和多協(xié)議支持既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，如表1所示。

表1：使用多個ASIC的單協(xié)議和多協(xié)議注意事項

使用Sitara處理器減少硬件投資

從商業(yè)角度考慮，顯然支持多種協(xié)議是正確的選擇，但不管是對設(shè)計還是采購來說，實施多協(xié)議解決方案都可能變得昂貴且?guī)硪恍﹩栴}。圖1所示為使用各類ASIC支持多種協(xié)議的公司流程。您會看到：為每個以太網(wǎng)解決方案制作通信模塊都需要多個設(shè)備，導(dǎo)致在創(chuàng)建各類庫存單位（SKU）時更加復(fù)雜。

圖1：多協(xié)議支持的傳統(tǒng)流程

此流程可能會阻止許多工廠設(shè)備制造商在其產(chǎn)品上啟用各類協(xié)議。但如今，使用Sitara處理器等支持多協(xié)議的設(shè)備可連接多種協(xié)議。例如AMIC110這樣的Sitara處理器可通過一種設(shè)計實現(xiàn)多類協(xié)議，從而克服了設(shè)計多協(xié)議環(huán)境的潛在挑戰(zhàn)。而且Sitara處理器也提供了一種替代方法來設(shè)計支持多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的工廠設(shè)備。Sitara設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)簡化了創(chuàng)建各類SKU的流程，如圖2所示。

圖2：使用Sitara處理器的多協(xié)議流程

集成到每個處理器中的工業(yè)通信子系統(tǒng)可讓您為各類SKU創(chuàng)建單個硬件設(shè)計。您只需將新固件加載到處理器上，并將電路板連接到新網(wǎng)絡(luò)。這種戰(zhàn)略方法不僅可降低系統(tǒng)設(shè)計成本，還可提供以下優(yōu)勢：

在數(shù)分鐘之內(nèi)將庫存從一種協(xié)議重新分配到另一種協(xié)議，從而滿足突變的需求。

硬件采購減少至單個供應(yīng)商。

大幅降低了倉庫管理的復(fù)雜性。

單一硬件設(shè)計可滿足多個市場的需求。

結(jié)論

作為一款入門級設(shè)備，Sitara AMIC110 處理器可實現(xiàn)高度集成，并以低成本簡化開發(fā)和倉庫管理流程。Sitara處理器可使用的每種協(xié)議都通過了一致性測試，比如Profinet Real Time（IRT）、Profinet RT、EtherNet/IP和EtherCAT等。