在剛閉幕的第六屆進博會上，ADI展臺工業沙盤模型是現場一款吸睛展品，以微縮化的產線作業情景帶現場觀眾進行了智慧工廠的“初體驗”。該工業沙盤模型囊括多樣化工廠自動化解決方案，其中包括ADI一系列的工業互聯技術，助力客戶開發無縫連接的自動化設備和工業傳感器。

第六屆進博會上ADI智慧工廠工業沙盤模型囊括了包括IO-Link、T1L、TSN等連接技術在內的豐富工業連接與過程自動化技術。

業界普遍認為工業智能化的參考架構四大核心特點是：協同、開放、敏捷、可信。而敏捷是指企業在智能化的過程中，可按照業務需要靈活匹配合適的ICT資源在智能工廠中，實現制造的敏捷化，其中關鍵的環節就是需要采用智能傳感器和執行器來輔助做出更明智的決策，實現更靈活、更易優化的制造流程。IO-Link技術可促使傳統傳感器轉變為智能傳感器，讓實時可配置的工廠車間成為現實。

許多工業傳感器設計都是使用一個（或多個）工業網絡連接至過程控制器，其中包括多種版本的現場總線或工業以太網。這需要使用專用集成電路(ASIC)來實現所選的網絡協議。但是，這種方法有很多明顯的缺點。設計一個與所有工業網絡保持獨立的傳感器，從而降低開發成本，并擴大潛在客戶群，而使用IO-Link可以完成這樣的設計。

使用IO-Link的優勢在于，它能夠進行四種類型的傳輸：過程數據、診斷、配置和事件，能夠在發生故障時快速識別、跟蹤和處理傳感器。它還支持遠程配置，例如，如果需要更改觸發過程警報的溫度閾值，可以遠程進行更改，無需技術人員前往現場操作。IO-Link技術通過提供與傳感器的雙向信息交換，將傳統的數字或模擬傳感器轉換為智能傳感器，能夠讓工廠車間的機器均實現智能檢測，從而幫助實現靈活制造、改善工廠吞吐量、提高運營效率。

作為一種傳感器的接口形式，IO-Link還有效地解決了傳感器設計中的散熱、大小和電流驅動能力問題，提高了遠程調試傳感器的智能和功能水平，并且通過隨時調整傳感器參數，能夠實時作出反應。IO-Link從以下幾個方面加速工業智能化的進程:

• 實時數據傳輸和控制:IO-Link技術提供了高速、可靠的數字通信通道，使傳感器和執行器能夠快速地將數據傳輸到控制系統，從而實現實時控制和監測。

• 雙向通信:雙向通信不僅能夠從控制系統接收指令和配置信息，還可以將參數和狀態信息傳輸回控制系統。

• 簡化設備安裝和維護: IO-Link使設備可以通過數字通信進行參數配置，可以減少人工干預和錯誤，簡化了設備的安裝和維護過程。

• 故障診斷和預測維護: IO-Link傳輸的診斷信息可以幫助進行故障診斷，及時發現和解決問題，從而減少生產中斷和損失。

• 標準化和互操作性: 作為一種國際標準化的通信協議，基于IO-Link不同廠家的設備都遵循相同的通信標準，輕松實現不同設備之間的互操作性，企業可以更靈活地選擇和集成不同廠家的設備。

在IO-Link應用中，收發器充當連接運行數據鏈路層協議的微控制器的物理層接口。

在實現工業4.0無縫連接愿景的過程中，遠距離的單對以太網10BASE-T1L物理層設備能夠將以太網連接延伸至遠程位置的邊緣節點，支持傳送新的數據流、額外的過程變量和輔助測量數據。當下，利用10 Mbps帶寬即可向控制和自動化工程師提供資產運行狀況參數和可行見解方面的新信息，而直接IP尋址能力則意味著可通過中央控制單元配置和重新配置每個設備，改變了設備調試和升級實踐。10BASE-T1L連接能力有望將工業物聯網(IIoT)的優勢擴展到工廠、樓宇和加工廠的偏僻角落，甚至可延伸至目前為止傳感器和其他端點連接受限的危險區域。

IEEE 802.3cg-2019標準用于規范管理10BASE-T1L連接。這個單對以太網(SPE)媒介標準可實現每秒10兆比特的通信速度，支持通過長達1 km的單條雙絞線提供電源和傳輸數據。

10BASE-T1L物理層收發器屬于ADI Chronous系列產品，將支持邊緣節點的以太網連接和直接IP尋址能力。利用我們的技術可將有關過程變量或樓宇參數的新見解傳送至控制系統。這樣可優化過程控制中的資產利用率并提高樓宇管理效率。其應用價值包括：

• 單雙絞線布線成本更低。與標準CATx電纜相比，這些電纜更輕、成本更低、尺寸更小，通常也更易于安裝。10BASE-T1L技術支持重復使用現有的一些單雙絞線布線基礎設施。

• 長達1 km現場傳感器通常部署在比較偏遠的位置，而現有的以太網物理層技術通常限制在100米范圍之內。傳輸距離越長，支持的設備連接距離就越長。

• 通過10 Mbps帶寬傳輸新的信息與4 mA至20 mA或現場總線等技術相比，這種帶寬顯著增加可實現從遠程節點傳輸新的信息。

• 通過兩條線傳輸功率和數據現場傳感器需要電源，而通過電纜傳輸功率的能力對于偏遠地區至關重要。該標準有助于在本質安全應用中提供高達500 mW功率，在非本質安全應用中提供高達60 W功率。這取決于電纜。

由于數據包交付和時序的確定性可確保控制應用滿足強制要求，所以許多供應商開始提供適合OT網絡的實時協議，這讓解決方案過度依賴于各供應商的協議。因此市面上出現了大量不兼容的解決方案，不同類型的通信協議在不同制造單元內運行，且彼此之間不能互操作，由此導致了長期存在數據隔離或數據孤島問題。所以業界需要一種解決方案，使采用不同協議的不同制造部門能夠共存，且能夠在不降低控制流量的情況下共享網絡，而這種解決方案就是時間敏感型網絡(TSN)。

時間敏感網絡是指為在標準以太網內提供確定性性能而開發的一組IEEE 802.1和IEEE 802.3標準，這是一種在工業層面開發的通用標準，用于消除協議之間的互操作問題。它允許當前協議在不同應用、帶寬和企業之間共享網絡并提供可靠的確定性通信和可擴展性，一直延伸到邊緣節點。

目前在工業領域，時間敏感網絡(TSN)作為下一代工業網絡的演進方向，在業內已基本形成共識。目前時間敏感網絡協議組基本完備，技術慢慢趨于成熟，主流網絡設備廠商紛紛進入產品或方案研發階段。其具體的優勢包括：

• 更低成本且適用更廣泛的市場。TSN也能用于未來的樓宇自動化和汽車行業中，預計嵌入式TSN解決方案的市場規模將大大超過所有工業以太網解決方案當前市場的總和。

• 可擴展性。與當前的工業網絡不同，TSN并不針對特定的傳輸速率進行定義。TSN可用于100 Mbps，也可同樣用于1 Gbps、10 Mbps或5 Gbps。

• 更好地優化拓撲結構，因為現在可以針對各個不同的區段選擇與之相適應的數據速率。無論是1 Gbps、100 Mbps還是10 Mbps，都使用統一的第2層——IEEE802.1/TSN。

工業物聯網部署日益普及，傳統工業轉型升級的挑戰將轉向如何高效采集設備運行數據，在數據傳輸過程中確保其安全性，以及如何利用這些數據來充分提升商業價值。ADI經過數十年的顛覆創新和發展，在工業和通信技術領域擁有深厚的專業知識，可以提供邊緣至云端的無縫、安全連接技術，將整個工廠相應的產品連接在一起，有效幫助客戶加速傳統工業向未來智能工廠的數字化升級過渡。