Texas Instruments-ն ընդլայնում է արդյունաբերական Ethernet-ի և IO-Link-ի արտադրանքների շարքը՝ գործարանային ինտեգրումը պարզեցնելու համար

Ներածություն․ արդյունաբերական հաղորդակցության ինտեգրման նոր մոտեցում

Արդյունաբերական ավտոմատացման համակարգերի կապակցվածության աճին զուգահեռ՝ ավելի ու ավելի է կարևորվում կառավարիչների, դաշտային սարքերի և արտադրական սարքավորումների միջև հաղորդակցման համատեղելիությունը։ Ժամանակակից գործարաններում հաճախ համատեղվում են տարբեր արտադրողների սարքավորումներ, ուստի արդյունաբերական Ethernet-ի տարբեր արձանագրություններին աջակցելը համակարգի նախագծման կարևոր նկատառումներից է։

2026 թվականի նոյեմբերի 5-ին Texas Instruments-ը (TI) հայտարարեց արդյունաբերական հաղորդակցության երկու նոր արտադրանքի մասին՝ TICS100MOD բազմաարձանագրային հաղորդակցման System-on-Module (SoM) և TIOM2212 երկալիք IO-Link գլխավոր հանգույց։

TICS100MOD-ն ընդհանուր ապարատային հարթակում աջակցում է EtherCAT, EtherNet/IP և PROFINET արձանագրություններին, իսկ TIOM2212-ն ապահովում է IO-Link սենսորներն ու ակտուատորներն ավելի բարձր մակարդակի արդյունաբերական ցանցերին միացնելու միջերես։

Այս արտադրանքները միասին ընդլայնում են TI-ի արդյունաբերական հաղորդակցության արտադրանքների պորտֆելը և լուծում ինժեներական տարածված մի խնդիր՝ նվազեցնել ապարատային մասի բարդությունը՝ միաժամանակ պահպանելով ճկունությունը տարբեր արդյունաբերական ցանցային ճարտարապետություններում։

TICS100MOD. Աջակցություն արդյունաբերական Ethernet-ի երեք արձանագրություններին մեկ հարթակում

TICS100MOD-ը կոմպակտ, նախապես հավաստագրված բազմաարձանագրային հաղորդակցման մոդուլ է, որը նախատեսված է արդյունաբերական Ethernet-ի երեք հաստատված ստանդարտներին աջակցելու համար՝

• EtherCAT
• EtherNet/IP
• PROFINET

TI-ն այն ներկայացնում է որպես ոլորտի ամենափոքր՝ լիարժեք գործառույթներով բազմաարձանագրային հաղորդակցման SoM։ Դրա ճարտարապետությունը հիմնված է AM2612 միկրոկառավարիչի (MCU) և DP83826AI Ethernet ֆիզիկական շերտի ընդունիչ-հաղորդիչի (PHY) վրա։

Մոդուլն ունի Arm Cortex-R5F պրոցեսորի երկու միջուկ և արտաքին հիշողություն, որոնք ապահովում են լիարժեք արդյունաբերական հաղորդակցման արձանագրությունների ծրագրակազմն աշխատեցնելու համար անհրաժեշտ հաշվարկային ռեսուրսները։

Դրա հիմնական առավելություններից մեկն աջակցվող արձանագրությունների միջև գործարկման պահին որոնվածի թարմացումների միջոցով անցնելու հնարավորությունն է։ Սա թույլ է տալիս սարքավորումներ արտադրողներին պահպանել ապարատային մասի ընդհանուր նախագծումը՝ միաժամանակ հարմարեցնելով հաղորդակցության գործառույթները հաճախորդների կամ տարածաշրջանների տարբեր պահանջներին։

Օրինակ՝ մի քանի գործարանների սարքավորումներ մատակարարող մեքենաշինական ընկերությունը կարող է հանդիպել ցանցի տարբեր նախընտրությունների։ Յուրաքանչյուր արձանագրության համար առանձին հաղորդակցման ապարատային մաս մշակելու փոխարեն՝ արտադրողը կարող է օգտագործել ընդհանուր հարթակ և որոնվածի միջոցով կարգավորել պահանջվող արձանագրությունը։

Այս մոտեցումը կարող է նվազեցնել ապարատային մասի մշակման ջանքերը, պարզեցնել արտադրանքի սպասարկումը և սահմանափակել կառավարվող ապարատային տարբերակների քանակը։

Կարևոր է տարբերակել, որ որոնվածի միջոցով արձանագրությունների փոխարկումը պարտադիր չէ, որ նշանակի, թե բոլոր երեք արձանագրությունները գործում են միաժամանակ։ Նախքան հաղորդակցության ամբողջական ճարտարապետությունը նախագծելը, ինժեներները պետք է ճշտեն աջակցվող գործառնական ռեժիմներն ու ծրագրային կազմաձևը։

TIOM2212. Արդյունաբերական կապի ընդլայնումը մինչև սենսորներ և ակտուատորներ

TIOM2212-ը երկալիք IO-Link գլխավոր սարք է, որը նախատեսված է դաշտային մակարդակի սարքերը ավելի բարձր մակարդակի արդյունաբերական հաղորդակցման համակարգերին միացնելու համար։

IO-Link-ը ստանդարտացված կետից կետ հաղորդակցման տեխնոլոգիա է, որն օգտագործվում է սենսորների կամ ակտուատորների և IO-Link գլխավոր սարքի միջև։ Այն սովորական միացման ազդանշանների համեմատ ավելի շատ տեղեկություն է տրամադրում՝ աջակցելով երկկողմանի հաղորդակցությանը, սարքի նույնականացմանը, պարամետրերի կարգավորմանը, գործընթացի տվյալներին և ախտորոշիչ տեղեկատվությանը։

TIOM2212-ն արդյունաբերական սարքավորումներ մշակողների համար մի շարք առանձնահատկություններ է առաջարկում՝

• Երկալիք IO-Link գլխավոր սարքի ճարտարապետություն։
• Ընդլայնված անալոգային ինտեգրում։
• Սարքի պաշտպանության ինտեգրված գործառույթներ։
• Միացված դաշտային սարքերի հետ տվյալների արագ փոխանակման աջակցություն։
• Համատեղելիություն TI Sitara արդյունաբերական ցանցային SoC-ների հետ։
• Համատեղելիություն AM13Ex իրական ժամանակի միկրոկառավարիչների հետ՝ ինտեգրված կադրային պրոցեսորի միջոցով։

IO-Link-ի գլխավոր սարքի գործառույթները TI-ի արդյունաբերական մշակման ավելի լայն էկոհամակարգում ինտեգրելով՝ այս սարքն օգնում է պարզեցնել դաշտային գործիքների և գործարանի կառավարման համակարգերի միջև կապը։

Ավտոմատացման ինժեներների համար սա հատկապես կարևոր է բաշխված սենսորային ինտերֆեյսներ, խելացի մուտք/ելքի համակարգեր և դաշտային սարքերի տվյալներին կենտրոնացված հասանելիություն պահանջող արդյունաբերական սարքավորումներ մշակելիս։

Միացված գործարաններում ապարատային բարդության նվազեցում

Ժամանակակից արտադրական գործարանում կարող են լինել PLC-ներ, արդյունաբերական ռոբոտներ, սերվոշարժաբերներ, հեռակառավարվող մուտք/ելքի մոդուլներ, տեսողական համակարգեր և խելացի սենսորներ։ Այս սարքերը միշտ չէ, որ օգտագործում են նույն հաղորդակցման արձանագրությունը։

Հետևաբար, արդյունաբերական Ethernet-ի մի քանի ստանդարտների աջակցությունը կարող է մեծացնել ապարատային ծախսերը, ծրագրային ապահովման մշակման պահանջները և համակարգի վավերացման աշխատանքների ծավալը։

TI-ի բազմաարձանագրային ռազմավարությունն այս խնդիրը լուծում է ծրագրավորվող ապարատային միջոցների և հավաստագրված ծրագրային արձանագրությունների ստեկերի համադրմամբ։

Դրա հիմնական ինժեներական առավելություններն են՝

Արձանագրությունների ճկունություն

Միկրոծրագրային ապահովման վրա հիմնված կազմաձևումը թույլ է տալիս արտադրողներին հարմարեցնել աջակցվող հաղորդակցման արձանագրությունները՝ առանց ապարատային հարթակը վերանախագծելու։

Դետերմինիստական հաղորդակցություն

TI-ի իրական ժամանակի պրոցեսորներն ու հաղորդակցման ենթահամակարգերը նախագծված են՝ ապահովելու տվյալների կանխատեսելի փոխանակում և ժամանակի նկատմամբ զգայուն արդյունաբերական ցանցային կիրառություններ։

Ծրագրային ապահովման հարմարեցում

Մեդիա հասանելիության կառավարման (MAC) շերտին հասանելիությունը ծրագրավորողներին ավելի մեծ ճկունություն է տալիս հարմարեցված հաղորդակցման գործառույթներ իրականացնելիս։

Մշակման պարզեցում

TI-ն տրամադրում է գնահատման մոդուլներ, ծրագրային ապահովման մշակման փաթեթներ (SDK), հավաստագրված արձանագրությունների ստեկեր, կիրառման օրինակներ, ուսումնական նյութեր և խնդիրների լուծման ռեսուրսներ։

Այս ռեսուրսները կարող են նվազեցնել արդյունաբերական ցանցերի ինտեգրման հետ կապված մշակման աշխատանքների ծավալը և օգնել ինժեներական թիմերին նախնական գնահատումից անցնել արտադրանքի ներդրմանը։

PRU-ICSS. իրական ժամանակի արդյունաբերական հաղորդակցության կառավարում

TI-ի արդյունաբերական հաղորդակցության ռազմավարության մեկ այլ կարևոր մասն է նրա ծրագրավորվող իրական ժամանակի բլոկը և արդյունաբերական հաղորդակցության ենթահամակարգը (PRU-ICSS)։

Այս սեփականության իրավունքով պաշտպանված ապարատային ենթահամակարգը ինտեգրված է TI-ի որոշ միկրոկառավարիչներում և չիպային համակարգերում։ Այն նախատեսված է որոշակի ուշացումով, ցածր ուշացմամբ արդյունաբերական հաղորդակցության խնդիրները կատարելու համար։

Ավանդական պրոցեսորային ճարտարապետություններում հաղորդակցության մշակումը կարող է CPU-ի ռեսուրսների համար մրցակցել կիրառական մակարդակի գործողությունների հետ։ Սա կարող է խնդիր դառնալ, երբ արդյունաբերական ցանցերը պահանջում են կանխատեսելի արձագանքման ժամանակներ և տվյալների համաժամեցված փոխանակում։

PRU-ICSS-ը լուծում է այս խնդիրը՝ ժամանակային առումով զգայուն հաղորդակցության գործառույթները վերապահելով հատուկ իրական ժամանակի մշակման ռեսուրսներին։ Այդ դեպքում ընդհանուր նշանակության Arm CPU-ն կարող է կենտրոնանալ կիրառական տրամաբանության, համակարգի կառավարման և կառավարման այլ գործառույթների վրա։

Այս ճարտարապետությունը կիրառելի է այնպիսի ծրագրերում, որտեղ հաղորդակցության ժամանակային պարամետրերն ուղղակիորեն ազդում են մեքենաների համաժամացման, բաշխված կառավարման և գործընթացի տվյալների իրական ժամանակում փոխանակման վրա։

Ինժեներական տեսանկյունից՝ հաղորդակցության մշակումն ընդհանուր կիրառական մշակումից տարանջատելը պրոցեսորի ծանրաբեռնվածությունը կառավարելու գործնական միջոց է, երբ արդյունաբերական համակարգերն ավելի բարդ են դառնում։

TI-ի IO-Link արտադրանքների էկոհամակարգի ընդլայնում

TIOM2212-ի ավելացմամբ՝ TI-ն ընդլայնում է իր ապարատային լուծումների ընդգրկույթը IO-Link էկոհամակարգի տարբեր շերտերում։

Դրա ավելի լայն արտադրանքների շարքը ներառում է՝

• IO-Link հաղորդիչ-ընդունիչներ։
• Թվային ելքային անջատիչներ։
• Ինտեգրված շրջանակների պրոցեսորներով IO-Link վարպետ սարքեր։

Այս արտադրանքների շարքը հնարավորություն է տալիս ինժեներներին միևնույն կիսահաղորդիչներ արտադրողից ձեռք բերել մի քանի IO-Link ապարատային բաղադրիչ։

Բաղադրիչների ավելի ինտեգրված էկոհամակարգը կարող է պարզեցնել ապարատային մասերի ընտրությունը, ինտերֆեյսի նախագծումը, տեխնիկական աջակցությունը և արտադրանքի երկարաժամկետ սպասարկումը։

Այնուամենայնիվ, մեկ մատակարարից բաղադրիչներ ընտրելը չի վերացնում համակարգի մակարդակով ստուգման անհրաժեշտությունը։ Ինժեներները դեռ պետք է ստուգեն էլեկտրական համատեղելիությունը, ալիքների պահանջները, պաշտպանության բնութագրերը, հաղորդակցության ժամանակային պարամետրերը և ծրագրային ապահովման աջակցությունը։

Մշակման ռեսուրսներ և արտադրանքի հասանելիություն

TI-ն տրամադրում է մշակման ռեսուրսներ՝ աջակցելու իր արդյունաբերական հաղորդակցության տեխնոլոգիաների գնահատմանն ու ներդրմանը։

Համաձայն TI-ի հայտարարության՝ հասանելիության ժամանակացույցը հետևյալն է.

TI-ն նաև կներկայացնի իր արդյունաբերական հաղորդակցության արտադրանքների շարքը electronica 2026 ցուցահանդեսում, որը կանցկացվի նոյեմբերի 10-13-ը Գերմանիայի Մյունխեն քաղաքում։

TICS100MOD-ը կներկայացվի TI-ի տաղավարում՝ C4 սրահում, 159 ստենդում, որտեղ ցուցադրությունները կշեշտեն բազմապրոտոկոլային արդյունաբերական Ethernet-ի ինտեգրումը։

Ինժեներական տեսանկյուն. ինչու են այս արտադրանքները կարևոր

Իմ կարծիքով՝ ամենակարևոր զարգացումը պարզապես արդյունաբերական Ethernet-ի ևս մեկ մոդուլի կամ IO-Link-ի գլխավոր սարքի ավելացումը չէ։ Դա մի քանի կապի տեխնոլոգիաների աջակցման հետ կապված ինժեներական բարդությունը նվազեցնելու ջանքն է։

Մեքենաշինողների և ավտոմատացման սարքավորումներ արտադրողների համար տարբեր ցանցային ստանդարտների առանձին ապարատային նախագծերի պահպանումը կարող է ավելորդ բարդություններ առաջացնել մշակման և պաշարների կառավարման մեջ։ Կարգավորվող ապարատային հարթակը հնարավորություն է տալիս ստանդարտացնել արտադրանքի ճարտարապետությունը՝ պահպանելով կապի ճկունությունը։

TICS100MOD-ի և TIOM2212-ի համադրությունն արտացոլում է նաև արդյունաբերական ավտոմատացման ավելի լայն միտումը․ կապի ինտեգրումն ավելի է մոտենում դաշտային սարքերի մակարդակին։

IO-Link-ը հնարավորություն է տալիս սենսորներից և գործարկիչներից ստանալ ավելի մանրամասն տեղեկություններ, մինչդեռ արդյունաբերական Ethernet-ն ապահովում է մեքենաների և կառավարման համակարգերի միջև տեղեկությունների փոխանակման համար անհրաժեշտ կապի ենթակառուցվածքը։

Երբ այս տեխնոլոգիաները պատշաճ կերպով ինտեգրվում են, արտադրողները կարող են ստեղծել ավելի թափանցիկ ավտոմատացման ճարտարապետություններ՝ սարքերի ախտորոշման տվյալներին և կազմաձևման տեղեկություններին ավելի լավ հասանելիությամբ։

Այնուամենայնիվ, նախքան այս արտադրանքներն ընդունելը՝ ինժեներները պետք է հատուկ ուշադրություն դարձնեն երեք գործոնի․

1. Արձանագրության պահանջներ․ ստուգեք արձանագրությունների տարբերակները, հավաստագրման կարգավիճակը, աջակցվող աշխատանքային ռեժիմներն ու որոնվածի համատեղելիությունը։
2. Իրական ժամանակի արտադրողականություն․ գնահատեք կապի ցիկլերի տևողությունը, ցանցի համաժամացումը և ուշացումը գործառնական իրական պայմաններում։
3. Երկարաժամկետ սպասարկում․ հաշվի առեք որոնվածի թարմացման ընթացակարգերը, ծրագրային ապահովման կյանքի ցիկլի աջակցությունը, բաղադրիչների հասանելիությունն ու համատեղելիությունը գործող կառավարման հարթակների հետ։

Այս գործոններն ի վերջո կորոշեն՝ արդյոք բազմաարձանագրային հարթակը կոնկրետ արդյունաբերական կիրառության մեջ շոշափելի օգուտներ կտա։

Եզրակացություն․ ավելի ճկուն արդյունաբերական կապի ճարտարապետությունների ստեղծում

Texas Instruments-ի կողմից TICS100MOD-ի և TIOM2212-ի ներկայացումը նրա արդյունաբերական կապի տեխնոլոգիաների պորտֆոլիոյի հետագա ընդլայնումն է։

TICS100MOD-ն ընդհանուր ապարատային հարթակի միջոցով աջակցում է EtherCAT, EtherNet/IP և PROFINET բազմաարձանագրային հաղորդակցությանը։ TIOM2212-ը կապի հնարավորությունները տարածում է նաև IO-Link սենսորների և գործարկիչների վրա՝ օգնելով մշակողներին դաշտային մակարդակի սարքերը ինտեգրել ավելի բարձր մակարդակի արդյունաբերական ցանցերում։

Համադրելով ծրագրավորվող ապարատային ապահովումը, իրական ժամանակում մշակման հնարավորություններն ու մշակման ծրագրային ապահովումը՝ TI-ն լուծում է գործարանային կապի ժամանակակից համակարգերի հետ կապված մի շարք գործնական խնդիրներ։

Արդյունաբերական ավտոմատացման շարունակական զարգացմանը զուգընթաց՝ արձանագրությունների ճկուն աջակցությունն ու դաշտային մակարդակում կապի բարելավումը շարունակում են կարևոր լինել սարքավորումներ արտադրողների, համակարգեր ինտեգրողների և արդյունաբերական կառավարման ինժեներների համար։