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意法半导体先进的工业自动化解决方案,为客户提供一站式服务

《名企发布会动态》
2020-09-28 16:47 来源:电源网原创 编辑:咩咩

工业战略目标与基础设施通信一起构成了我们今天正在经历的巨大的变革,这样的发展趋势也是意法半导体(ST)未来的战略目标之一。今年年中,意法半导体(ST)针对其工业市场战略中电力与能源和电机控制方面的产品组合与大众进行了分享。9月8日,意法半导体亚太区功率分立和模拟产品部区域营销和应用副总裁Francesco MUGGERI及意法半导体亚太区功率分立及模拟器件产品部工业产品市场总监和自动化技术创新中心负责人Allan LAGASCA,针对ST工业市场的战略及自动化解决方案进行了介绍。

ST自动化解决方案——状态监测和预测性维护

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ST将自动化应用分为两大类,工厂自动化以及家庭、楼宇和城市自动化。同时也可以看到,针对这两大类自动化应用,ST提供了很多系列产品,从无线连接和无线充电,到ViperPlus电源管理产品,再到STPOWER碳化硅产品和STM32微控制器,以及STSPIN、SPIRIT、无线通信和安全芯片。

预测性维护对于工业4.0的重要性不言而喻,它可以预见潜在的故障或者生产线停产,以将突发故障率(如生产线突然停机)降低70%,停机时间减少50%,早期故障检测可以节省30%的成本,而且定期保养成本将低很多。“举例来说,如果及早发现洗衣机的皮带老化,你知道维修费用是多少,那么可以只花50美分更换皮带。但如果一直等到洗衣机坏了或发出奇怪的声音才发现,这时候就不得不更换电动机主轴,这可能需要花费几百块美元。所以,提前检测到故障可以节省一大笔钱。”MUGGERI介绍道。

STWIN解决方案首次启用了无线工业通信技术,是ST的关键产品。它们可以检测到振动,振动是故障的主要症状。同时,ST优化了工业M12连接器并且可以提供专门的算法,根据客户的生产线需求优化解决方案。

针对状态监测与预测性维护系统是否可以部署在旧系统的问题,LAGASCA做了解释:“基本上,意法半导体的预测性维护解决方案和生态系统涵盖了设计人员的各种需求,包括连接模块、感测模块、处理模块和安全模块。这些模块甚至可以部署在原来的系统中,这是ST的预测性维护解决方案的要素之一。因此,这不仅适用于新系统,而且适用于原来系统。”

据了解,STEVAL-STWINKT1是一款一流的工业级传感器,用于超声波检测分析机械振动。它不仅有传感器检测功能,还有数据处理分析能力。同时这款板子的耗电量是相当低的。另外,它能够用蓝牙连接许多其他设备,并且在STM32L4 +上实现了ST的算法。在ST的三个细分市场上,能够按照客户的需求提供定制化的产品。

我们都知道,智能工业里的智能来自STM32。ST微控制器产品组合分为高性能产品线和主流产品线。STM32G4是控制能力和计算能力俱佳的工业微控制器解决方案。据介绍,客户如果对电池寿命有顾虑,可以选择低功耗系列;如果关注安全问题,也有STM32TRUST安全生态系统可供选择;针对图形设计,TouchGFX软件可以解决;还有电机控制软件库等应用为实现智能工业提供各种处理器和器件。

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BLE-KNX智能照明控制——自带移动应用程序

KNX是一个智能家居解决方案通信协议,它的主要优点是能够集成到家庭和办公室环境现有IT基础设施和网络中,其另一个优势是通过引入智能控件来降低能耗,能够让暖通空调系统、照明系统、通风系统实现智能化和自动化,如在需要遮阳时自动关闭卷帘窗,当房间没有人时,自动关闭通风系统中的风扇,这显然为人、家庭、办公室等能源用户带来诸多好处。

同时,在这个解决方案中ST提供了很多无线产品。例如Bluetooth 5认证产品和内置STM32的BlueNRG产品,STM32的强大性能可以连接任何主要的移动平台,兼容Zigbee,Thread,Bluetooth等系统。

ST医疗应用解决方案

在当下疫情这个非常时期,ST更加关注人们的健康和安全问题,为此ST在这次交流会中带来了几个医疗相关的解决方案以及低压电机控制的产品。

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首先,医用超声成像解决方案中有一些超声演示板采用了ST产品的电路板,如STM32、STHV系列4通道、8通道、16通道超声波激励发生器和STHV64SW 64通道超声波激励发生器及双向功率复用器。这些板卡的主要功能包括USB接口(用于连接STM32和 PC机,在图形用户界面(GUI)软件上开发应用),和可满足客户开发最先进的系统要求的更大容量的闪存和负载模拟器。MUGGERI表示,这项业务在欧洲、美洲和亚洲等市场上已经非常成熟,并且目前在任何医院都可以找到这些芯片。

在医疗保健应用中,从下图可以看到ST有非常丰富的产品组合。对于数据采集,ST有运动传感器、压力传感器、麦克风、温度和湿度传感器以及超声传感器。同时,ST提供各种医疗用STM32微控制器,目前已在市场上投放了性能强大的新产品STM32G4和STM32L4 +。“在工业市场上,STM32G4是我们要强推的产品,”MUGGERI介绍道,“这款产品的主要好处是计算性能高,集成丰富的模拟和数字外设(体积紧凑,集成度高,例如,带有可接收信号的数字比较器、213DMIPS 和550 CoreMark® 的性能测试成绩、自带硬件过采样的12位ADC 4Msps和USB type-C供电功能)。STM32G4系列非常适合那些需要丰富先进外设的应用。”

医疗保健中涉及到的用户个人隐私是与我们生活息息相关的问题,LAGASCA表示:“ST通过使用安全微控制器,个人信息受到Unique ID识别码保护,这也为患者的医疗数据提供了一个额外的安全保障。”

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低压电机驱动——医疗、伺服及电动工具应用

低压电动控制是一款对功率要求很高的电池供电设备。在这个解决方案里ST用了许多自己的产品,例如STM32G4,STM32MP1 (32-bit MCU和MPU) ,L638x, L639x和L649x (半桥栅极驱动器) ,STL180N6F7, STL90N10F7(低压MOSFETs) ,STM32G4+三相半桥预驱动) ,STDRIVE101 (集成三相半桥预驱动) 等。基于这些丰富强大的产品系列,ST能够轻松地配置产品来满足客户的功能要求。

它的特点主要是能够驱动所有电机类型,包括步进、直流、无刷直流,具有双电机控制的转动控制机构,其高度集成可实现系统物料清单成本、减少板面空间,是市场公认的硬件、固件突破性解决方案。

目前,已经有三种主要套件在市面上销售,它们可用于医疗设备、伺服模块和电动工具,相关产品组合非常广泛。例如工厂自动化和电动园林工具。MUGGERI表示,如何将ST产品组合与不同的解决方案结合起来,满足客户的不同需求,这是一个重点工作。

下图的每个方框都代表了一个可能的解决方案,这些方案的用途相同,可供客户的不同需求。当客户对设计灵活性有要求时,完全分立的驱动解决方案可以满足客户需求;当客户对可靠性和紧凑性有很高的要求时,ST可以提供一个全集成的解决方案或系统芯片;如果客户需要体积更紧凑的解决方案,ST也可以提供差异化支持。MUGGERI介绍:“蓝色方框代表只有一个封装。因此,你可以为这些器件选择一个封装。例如STDRIVE601可以驱动三个半桥,分立的MOSFET开关管可以位于外部,而MCU可以与一些比较器集成在一起。同样,我们可以将三个半桥栅极驱动器与MOSFET封装在一个封装中,并将STM32与3路栅极驱动器集成在一起,例如,STSPIN32系列。此外,我们还可以将STSPIN系列与各种功率器件集成在一起,并可以灵活地将STripFET功率端安装在外部。”

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此外,本次交流会ST还介绍了处于技术创新前沿的STripFET F7。ST在STripFET F7中采用了非常先进的技术,提供40V、60V、80V和100V版本和多种封装可选,也有很多不同型号的产品。LAGASCA表示,STripFET F7 MOSFET是低压产品,非常适合电机驱动应用,ST可以提供低压电机控制解决方案的全部配套产品,例如,STSPIN32或STM32 +栅极驱动器。与市场上的其他传统MOSFET相比,STripFET F7 MOSFET完善了ST的解决方案,鲁棒性对于这些产品至关重要。

ST始终专注于自动化、电力&能源以及电机控制这三大工业市场,同时拥有完整的产品和解决方案,专业的技术和销售支持,能为市场及客户提供完整的生态系统服务。感谢 MUGGERI及LAGASCA两位发言人的精彩介绍,期待ST对于工业市场更深刻的见解以及更出色的解决方案。

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