在工业4.0和工业物联网的推进下，工业自动化技能向数字化改动。出产场地址不断改动。各出产地址都在完成网络衔接；彼此之间、公司不同部分之间能够通讯，乃至跨公司规模与外界通讯。经过状况监控、优化机械设备和技能体系能够大幅进步整体出产功率。可是，这需求企业中的一切参与者（不管是人仍是机器）始终保持通讯，以交流海量数据和各种参数。
图1.联网工厂中各种参与者运用示例。
曾经，衔接相对简略，将来自各种体系的模仿传感器信号传输给中心操控器并进行数字化处理即可，可是，在工业4.0年代，传感器也开端选用数字化技能。选用能够集成到杂乱网络的任何方位的所谓智能传感器之后，即可经过网络以数字办法传输记载的数据量。如图2所示，除了实践丈量参数检测之外，这些智能传感器将首要的信号调度和处理部分集成在单一封装结构中。
此外，智能传感器一般已装备了总线接口。经过对丈量参数施行数字化，能够以更快速度传输更多数据。另一项优势在于信号传输更牢靠。经过数字信号传输，能够削减乃至彻底消除信号改变和搅扰。此外，在抱负情况下，总线使能传感器能够经过即插即用衔接至网络，意味着操控单元会自动检测到这些传感器。假如一个传感器毛病，其他传感器会持续正常运转。
可是，一切这些都要求通用、高度牢靠、实时可用的网络从单个传感器和履行器扩展至机器，终究扩展到整个体系。以太网，尤其是工业以太网，已经成为一套重要的通讯规范。与曾经的现场总线比较，工业以太网具有决定性的优势，例如能够在同享传输介质上高效、同步地传输更大的数据量。此外，工业以太网供给了依据一致根底构建整个通讯的或许性，经过实时扩展来弥补传统以太网，以完成确定性。
上一年，ADI公司针对此类运用推出了实时以太网多协议(REM)开关网关芯片系列fido5000。该系列产品运用两个支撑TSN的以太网端口来完成（例如）线形、环形、星形和冗余星形网络拓扑。此外，任何主机处理器都能够经过其可装备的存储器总线接口与开关芯片衔接。虽然各种规范在不断改变，因为fido5000 REM开关灵敏支撑其时的每个工业以太网协议，因而有助于开发人员面向未来规划新产品。
这些优势经过JUMO Group得以完成；JUMO Group是一家在全球规模内运营的德国宗族性SMB，坐落富尔达区域。JUMO面向食物、空调、机械工程、化学和制药、包装以及水和废水等很多职业，开发和出产用于丈量、操控和剖析物理量和化学量的多种产品和体系处理方案。在这些职业范畴，随时随地都需求经过大型网络传输多种进程数据。关于fido5000，这是抱负运用场景，也是其用于最新的JUMO规划DICON touch的原因地址。
图2.从简略的模仿传感器转向智能传感器。智能模仿传感器包含整个信号链和处理单元。
JUMO DICON Touch
DICON touch是一款2通道进程和编程操控器，能够经过TFT五颜六色显示屏检查，支撑直观的接触操作。除了供给曾经具有的RS-422/RS-485 MODBUS® RTU、以太网和PROFIBUS® DP接口之外，最新款DICON touch还能够与PROFINET操控器衔接并与其通讯。上述功用经过集成的fido5000 2端口开关完成，该开关支撑构建简略的网络拓扑。该网络运用具有多种集成特性，包含注册数据评价、设置装备，以及用于完成在线可视化的Web服务器功用；此外，还支撑PROFINET实时数据交流。经过认证可确保契合PROFINET规范，并兼容来自不同制造商的运用。
ADI和JUMO建立了长时刻协作关系。2016年，经过收买Innovasic，ADI公司扩展了其工业以太网产品系列。这使得ADI能够协助客户完成一系列工业以太网运用，与JUMO的协作显示了这一点，而这又对两边的协作产生了活跃影响。经过与JUMO协作，ADI公司从单个组件供货商一跃成为真实的规划协作伙伴。JUMO GmbH的产品司理Klaus Otto表明：“ADI公司是十分不错的协作伙伴，在咱们为多通道进程和编程操控器JUMO DICON touch开发PROFINET接口的进程中，为咱们供给了极有力的专业支撑。”
ADI公司十分重视这种协作伙伴关系，未来会持续进一步扩展。ADI公司打开协作的办法，以及使用各自的优势完成双赢的特色，使其在这些协作伙伴中锋芒毕露。例如，ADI公司经过在前期阶段选用最新技能和处理严重应战，为其协作伙伴供给全面的工业4.0专业技能支撑。
终究，ADI不断发展，逾越了传统半导体公司的范畴，打破硅芯片技能的鸿沟，并大力出资于软件、体系专业技能和专项技能开发。这种常识堆集与掩盖传感器到云的整个信号链的各种精选功用相结合。从体系层面处理各种应战。由此加快开发进程，并缩短产品上市时刻。因而，经过更早开发下一代产品来进步竞争力。ADI不管作为被迫协作伙伴供给协助，仍是作为自动协作伙伴，活跃供给技能、经历等支撑，都极力满意协作伙伴的一切需求。
特别是在开发DICON touch进程中，ADI供给了一种处理方案，能够满意依据以太网协议PROFINET规划一切器材的需求。应战在于，需求开发一款能够为客户供给很多或许的通用型器材。DICON touch选用功用强壮的模块化概念规划：供给简略的刺进卡和用于规范以太网的集成式PHY，或许供给具有PROFINET功用的外接刺进卡。Klaus Otto表明：“开发期间，咱们特别重视单个PROFINET处理方案，市面上还没有具有这些功用的同类处理方案。”
除了fido5000 REM开关芯片外，在DICON touch开发中还用到了集成式RapID渠道。该渠道展现了以fido5000作为嵌入式规划的完好处理方案。它将fido5000开关芯片、通讯处理器、JTAG接口、PHY，以及Flash®、SDRAM和EEPROM等存储器集成在同一个电路板上。下一代RapID渠道将选用功用更强壮、更节能的ARM® Cortex®-M4处理器作为通讯处理器，可依据需求，在该处理器上履行更多处理功用。开发DICON touch期间，JUMO对现有RapID渠道的特性十分感兴趣，例如，该渠道供给的常见预认证工业以太网协议。RapID渠道支撑下载一切相关信息，例如电路图和布局数据，这大大缩短了开发时刻。RapID渠道还供给动态集成web服务器，可经过简略的办法读取或更改网络参数，以及输入和输出数据；DICON touch也具有这一特性。该渠道还能够经过RMII和I²C接口装备PHY。此外，因为固件已在DICON touch上生成镜像，因而PROFINET模块能够在启动时更新。
所以，RapID渠道针对DICON touch的灵敏装备也支撑固件更新和网络拜访。关于DICON touch开发，存在无限立异或许。例如，电子器材上不会供给规范闪耀LED，这是PROFINET的一项重要特性。相反，DICON touch的整个LED显示屏会闪耀。
开发DICON touch期间，网络安全也是一项重要因素。工业操控器的网络安全无法经过通用型处理方案完成。而是需求依据体系危险评价，采纳久远办法。作为安全策略的一部分，ADI公司极力进步以太网元件的安全性。所以，其时的工业以太网和TSN处理方案便是该公司安全开发作业的要点。依据fido5000的RapID渠道弥补了多项安全特性，可供给密钥办理、安全引导、安全更新和安全存储器拜访，以抵挡网络进犯。
图3.DICON touch 2通道进程和编程操控器——首款装备PROFINET接口的JUMO产品。
定论
ADI使用fido5000系列和RapID渠道，为协作伙伴供给超卓的运用处理方案，协助客户满意实时功用、牢靠性和安全性等未来需求。因而，ADI不只能为客户供给优质的产品，一起还供给开发协作或开发支撑。这种协作优势经过新式JUMO DICON touch进程操控器得到印证。经过两边的通力协作，项目如期完成，成功取得安全牢靠的前瞻性处理方案。
图4.依据fido5000的RapID渠道可用作评价套件。
作者简介
Thomas Brand于2015年参加德国慕尼黑的ADI公司，其时他还在攻读硕士。结业后，他参加了ADI公司的培训生项目。2017年，他成为一名现场运用工程师。Thomas为中欧的大型工业客户供给支撑，并专心于工业以太网范畴。他结业于德国莫斯巴赫的联合教育大学电气工程专业，之后在德国康斯坦茨运用科学大学取得世界出售硕士学位。
