意法半导体2022工业峰会|三个精彩demo揭秘ST如何打造智能工厂

日期:2022-11-24

来源:意法半导体博客
意法半导体2022工业峰会于113日在中国深圳圆满闭幕。本届峰会由线上线下同步举行,共举办35场技术分论坛,展出150多个展品。意法半导体总裁兼首席执行官 Jean-Marc Chery 以及 Jerome Roux、Francesco Muggeri 等公司高管都发表了前瞻性的演讲。此外,与会者还亲眼目睹了客户为应对世界当前面临的挑战以及行业新趋势而开发的解决方案,并与意法半导体专家深入交流,观看精彩的展品demo。了解峰会现场盛况,请参看: 意法半导体第四届工业峰会:激发智能设计灵感,赋能可持续技术创新
本篇文章我们想深入探讨一下与智能工厂相关的应用场景及创新解决方案,通过三个展品揭秘意法半导体开发者社区如何从智能工厂的发展趋势中受益。
业内首款双电机伺服驱动器
ST 在今年工业峰会上展示了业内首款双电机伺服驱动器。以前,电机驱动的典型架构是一个驱动器控制一个电机。因此,当设备厂商需要控制多个电机时,必须增加伺服驱动器,结果元器件数量翻倍,物料成本(BOM)上升,故障点增加。ST全新双电机伺服驱动器可以简化设计,把物料成本降低40%唯一不变的是栅极驱动器的数量,因为一个栅极驱动器只能控制一个电机。
ST的双电机伺服驱动器可实现两个电机用一个电子采样电流检测元件。为了做到这一点,ST 开发出了多个独创的新产品,并申请了专利,其中之一就是单电阻采样电流检测元件。以前,每个电机都需要一个电流检测元件,收集有关电机电流变化的重要信息,这对优化控制操作和保护电机至关重要。ST的技术突破之处是设计了一种能够同时处理两个电机的电阻采样电流检测系统。专用算法可以解码电流传感器收集的信息,确定信息属于哪个电机的,从而实现用一个电阻采样分流电阻检测两个电机。


 
这款双电机伺服驱动器演示板搭载了STM32G4微控制器、STSPIN32G4电机控制器、STDRIVE101栅极驱动器和 STripFET F7 低压功率 MOSFET产品。其中,STM32G4微控制器集成的数学加速器可以优化电机控制功能。参观者在工业峰会上可以看到演示板驱动两个电机同时旋转的场景。 如果系统对电机的同步控制正确,则会产生视觉错觉,与会者会看到STSPIN 以及STM32的徽标图像。因此它成为业界首个双电机伺服驱动器,也是一个符合 SIL3标准的精准运动控制系统。ST未来还将推出双电机伺服驱动器的参考设计。
30 kW SiC 电车充电器PFC
在本届工业峰会上,我们还展示了ST 的首款 30 kW Vienna PFC 整流器,在先进的碳化硅技术加持下,能实现高达 98.55%的能效。这款产品专为电动汽车充电器设计,ST还为开发者提供了一个参考设计,有助于用户加快项目开发速度。峰会上展出了STDES-30KWVRECT开发板,它配有支持板载STM32G4的固件STSW-30KWVRECTMCU 的高分辨率定时器使其能够轻松驱动SiC器件。ST提供原理图和BOM清单,用户从ST提供的代码中可以获取软启动程序或控制算法等软件功能,在硬件开发方面实现飞跃。



这款新的 Vienna PFC 整流器完美展示了SiC器件带来的巨大性能优势。演示板包括SCTW90N65G2V 功率 MOSFET、STPSC40H12C 肖特基二极管和 STGAP2SiC 磁隔离栅极驱动器等几个重要的元器件。客户经常会忽视一个稳健耐变的整体解决方案的重要性。许多工程师不重视货源,只挑选最便宜的芯片,尽可能降低BOM成本,而这种做法恰恰会牺牲性能和可靠性。尽管驱动 SiC晶体管是有难度的,而使用SiC 的人越来越多。采用ST SiC 器件可以为厂商带来更高的能效和可靠性,并将电源模块更快地推向市场。
智能工厂自动化系统
  • PLC和人机界面
本届工业峰会充分展示出工业通信给工厂自动化应用带来的强大驱动力,例如人机交互。ST展示了带有人机界面屏幕的 STEVAL-SILPLC01 工业可编程逻辑控制 (PLC) 评估板。PLC逻辑本身运行在 STM32MP1微处理器上,客户非常青睐该微处理器的性能和运行 Linux 环境的能力。显示器可以使用 STM32H7微控制器或STM32MP1。如果想要降低成本,可以选择这款微控制器及其免费的 TouchGFX开发环境,或选用以众多 UI 框架著称的 Linux 操作系统。

 
  • IO-Link 主站和设备解决方案
IO-Link 是另一种重要的通信方式。该工业通信协议有助于远程配置和监控设备,非常适合智能工厂环境。ST 展示了由 ST 自动化技术创新中心开发的各种工业 IO-Link 系统,包括IO-Link RFID 读取器STSYS-ACCFA006和 IO-Link 时间飞行传感器STSYS-ACCFA007。两个系统的主控芯片都是STM32G0,并附带原理图、GUI软件和代码示例。我们还展出两个工业执行器:STSYS-ACCFA005灯塔警示灯和STSYS-ACCFA008气动电磁阀驱动器。两个展品都使用了可以适应不同的设备解决方案的ST L6364 IO-Link收发器平台。

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