【從工業(yè)到智能工業(yè) ST亮出“控制、通信、傳感”三把利器】從人類社會的整體進程來看，工業(yè)革命對其發(fā)展起到了巨大的推動作用，社會經(jīng)濟迅速增長，城市化建設(shè)快速推進，不同地區(qū)能夠無障礙交流，世界逐步形成一個整體。第一次工業(yè)革命以水和蒸汽機驅(qū)動機械生產(chǎn)設(shè)備為標(biāo)志，使工廠代替了手工工場，用機器代替了手工勞動；第二次工業(yè)革命通過分工概念和使用電力，實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，使驅(qū)動機制發(fā)生了改變；第三次工業(yè)革命基于使用電子產(chǎn)品和IT技術(shù)來進一步實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，機器被大量取代；如今人類社會將迎來第四次工業(yè)革命，使用網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)、通信、物聯(lián)網(wǎng)和分散式?jīng)Q策，使得機器被部分取代和關(guān)聯(lián)，也就是我們一直在講的智能工業(yè)。

從工業(yè)到智能工業(yè)，意味著工廠的生產(chǎn)效率更高，供應(yīng)鏈的靈活性和定制化可能性更大，實現(xiàn)可持續(xù)的生產(chǎn)，減少廢棄物，減少能耗，為員工提供更加安全的工作環(huán)境，在工作場所實現(xiàn)更佳的人機協(xié)作，優(yōu)化機器和工具的使用。要實現(xiàn)這些既定目標(biāo)需要新增設(shè)備的升級也伴隨舊設(shè)備的改造，這就要求工業(yè)設(shè)備更高效，更安全、更智能、具有更多連接功能。所有關(guān)鍵應(yīng)用的核心包括過程控制、工廠自動化、工業(yè)機器人、電機控制、傳感器等技術(shù)支持。

在很多半導(dǎo)體公司看來，從工業(yè)到智能工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級蘊藏著巨大的市場發(fā)展機會，這個過程需要大量的通信、傳感、控制等電子元器件，意法半導(dǎo)體的已有產(chǎn)品體系也可以為工業(yè)升級提供多種解決方案。在近期的媒體發(fā)布會上，意法半導(dǎo)體公司Discreates及AnalogSub產(chǎn)品部市場及應(yīng)用資深總監(jiān)FrancescoMuggeri就介紹了公司在智能工業(yè)領(lǐng)域的布局，他表示，“我們擁有超過30年的工業(yè)應(yīng)用開發(fā)經(jīng)驗，深入了解應(yīng)用知識，有助于優(yōu)化產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案，能夠基于行業(yè)領(lǐng)先的創(chuàng)新技術(shù)，提供最廣泛的產(chǎn)品系列，覆蓋技術(shù)包括傳感器、電源管理、MCU、通信IC、信號調(diào)節(jié)、電機控制和執(zhí)行，擁有完整的供應(yīng)鏈。同時，我們擁有CMOS、BCD、MEMS、功率晶體管、分立式二極管等制造工藝，可以滿足摩爾定律的小型化需求?！?/p>

從模擬到數(shù)字化的運動控制

運動控制是所有工業(yè)設(shè)備的核心部分，尤其是電機控制，意法半導(dǎo)體的功率晶體管、電機控制和微控制器擁有大功率和簡潔性，適用于智能工業(yè)。FrancescoMuggeri介紹，“我們提供了豐富的電機驅(qū)動器，在廣泛的額定電壓和電流范圍上滿足了有刷直流電機、步進電機和無刷直流電機的需求，其中STSPIN系列包括STSPIN800系列，適用于3D打印和舞臺照明；STSPIN200系列適用于電子氣門和電子門鎖；STSPIN32系列適用于機械臂、電動工具和工業(yè)自動化和控制。我們的優(yōu)勢在于，集成度高，工作電壓范圍大，配備全套保護功能?！?/p>

意法半導(dǎo)體的片上電氣隔離技術(shù)也屬業(yè)界領(lǐng)先，系統(tǒng)級封裝的特征在于異構(gòu)集成，提高系統(tǒng)的穩(wěn)健性、安全性和可靠性。在醫(yī)療設(shè)備中，如果中間隔離沒有做好，會危及病人的生命。FrancescoMuggeri強調(diào)，“我們可以幫用戶隔離傳輸各種信息，這里所謂的片上隔離是硅晶片級別的隔離，高電壓及各種認證都可以滿足，適合各種應(yīng)用，包括：隔離傳感器，隔離馬達，隔離電源等，可以帶來更強的穩(wěn)定性，更安全的工作環(huán)境?！?/p>

除了STSPIN系列，STDrive柵極驅(qū)動器會產(chǎn)生必要的電壓和電流電平，以準(zhǔn)確有效地激活工業(yè)、消費品、計算機和汽車應(yīng)用中的功率數(shù)。STDrive系列適用于電動/混合動力車輛、1200V逆變器、服務(wù)器、UPS、壓縮機和太陽能。其電源設(shè)備具有可靠性高、緊湊、成本效益高的特性，包括應(yīng)用于太陽能和工業(yè)泵的IGBT、應(yīng)用于工廠自動化和工業(yè)空調(diào)的IPM-SLLIMM，以及應(yīng)用于機械臂、工業(yè)用驅(qū)動器和工業(yè)自動化和控制的功率模塊Acepack。可以看出IPM-SLLIMM側(cè)重小功率應(yīng)用，ACBPACK側(cè)重大功率領(lǐng)域，都可以工作在175V的環(huán)境下。意法半導(dǎo)體的優(yōu)勢在于，可以在一個封裝中放不同的晶元。

用智能化的方式連接和驅(qū)動工業(yè)傳感器和執(zhí)行器

智能工業(yè)的另一重要體現(xiàn)在于，設(shè)備之間的通信功能，通信的需求多種多樣，因此機器互聯(lián)需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在工業(yè)領(lǐng)域，IO-Link標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用非常廣泛。意法半導(dǎo)體的方案用于IO-Link的主機和設(shè)備，以及通用型收發(fā)器；具有簡單且兼容的特性，不需要特殊電纜，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)完全兼容，無需現(xiàn)場總線；具有高功能型，高性能過程數(shù)據(jù)傳輸，自動參數(shù)設(shè)置和擴展診斷，提供錯誤檢測和校正功能，輕松處理。

意法半導(dǎo)體用于工廠自動化的通信解決方案包括IO-Link系列、IPS系列和KNX系列，其中IO-Link系列支持工業(yè)傳感器和過程控制；IPS系列支持可編程邏輯控制、工業(yè)PC外接I/O，數(shù)控機床和適用于各類負載的驅(qū)動器；KNX適用于智能樓宇。通過ST的L6360控制器可以實現(xiàn)一個主機控制四個從機，從而檢測各種信息進行回傳。

預(yù)測性維護在工業(yè)環(huán)境中一直扮演著日益重要的角色，物聯(lián)網(wǎng)組件的持續(xù)增長也提供了比以前更多的信息。結(jié)合各種傳感器，現(xiàn)代工業(yè)軟件比過去憑借個人經(jīng)驗判斷確定何時需要更換設(shè)備部件更加有效。據(jù)統(tǒng)計，預(yù)測性維護能夠減少多達50%的停機時間，還可以節(jié)省多達40%的設(shè)備和維護成本。

自動化時代的MEMS，符合工業(yè)4.0要求

各種傳感器是智能工業(yè)的環(huán)境信息采集端，只有采集了準(zhǔn)確的外部信息才能實現(xiàn)準(zhǔn)確的控制。意法半導(dǎo)體的傳感器種類非常全，包括運動、振動、角度測量，溫度監(jiān)控和校準(zhǔn)，環(huán)境濕度監(jiān)控，環(huán)境氣壓監(jiān)控，聲學(xué)監(jiān)控，以及接近、位置、物體檢測，已經(jīng)應(yīng)用在多種消費電子產(chǎn)品中，當(dāng)然他們也看到了工業(yè)應(yīng)用的機會，想要進入工業(yè)市場。對比工業(yè)應(yīng)用，大家都認為消費電子應(yīng)用對元器件的要求較低，面對在工業(yè)應(yīng)用的經(jīng)驗不足如何進行彌補？

FrancescoMuggeri分析，“我們關(guān)注工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有30多年的歷史，對各種應(yīng)用了解很深，不能說ST在工業(yè)領(lǐng)域沒有傳感器，只是在消費領(lǐng)域的出貨量比較大，這些數(shù)據(jù)對于消費者更透明，他們了解更多。其實我在1995年加入了ST，是ST第一批設(shè)計工程師，我們剛開始不是從消費電子開始設(shè)計產(chǎn)品的，而是從工業(yè)和汽車開始做的，只是相對于消費電子領(lǐng)域，工業(yè)應(yīng)用更分散，但是我們的工藝和技術(shù)能滿足工業(yè)應(yīng)用的需求，我們可以成為一線的供應(yīng)商，這中間可能需要了解客戶的需求，做更過工作才能將產(chǎn)品帶給客戶?！?/p>