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工厂中最具革命性的变化可以追溯到一些突破性的创新。无论是在18世纪中叶利用蒸汽的力量，还是在20世纪初开发装配线的生产模型，每一项创新都带来了效率和生产率的显着提高。 我们正处于一个时代，工业机器人技术，智能传感器和自动化装配线的创新正在从根本上改变工厂的运营方式。随着机器学习如何做通常由手工完成的工作，制造产品的过程变得越来越自动化。传感器连续监视这些机器，测量诸如振动和温度之类的参数，以确保它们正常运行且不会过热。然后，这些传感器将其信息传输到中央集线器，该集线器将监控组装线中的所有机器。如此复杂的系统网络相互通信，以确保一切正常运行至关重要。 高效通信的需求正是工厂自动化通信协议标准化真正开始兴起的地方。现代化工厂中现场变送器使用的三种最常见的有线通信协议– IO-Link，4-20 mA和高速公路可寻址远程变送器（HART）–均可使用带有以下功能的MSP430™超低功耗微控制器（MCU）来实现：集成的可配置模拟信号链外设。这些可配置模拟信号链外设之一是Smart Analog Combo，其框图如下所示。 图1：MSP430FR235x器件系列中的Smart Analog Combo IO-Link为工业4.0铺平了道路，并逐渐成为工厂自动化中使用最广泛的通信协议之一。它基于点对点通信，并允许传感器节点与其IO-Link主站之间进行双向通信。IO-Link最具说服力的论据之一是能够即时对传感器节点进行重新编程或更新配置参数。由于写入速度较慢，并且需要将“繁忙”消息发送到主设备，因此带有闪存的典型设备的IO-Link固件更新最多可能需要1分钟。基于MSP430铁电随机存取存储器（FRAM）的MCU使固件更新变得轻而易举，其写入速度比闪存快100倍，此外还具有较低的功耗以及可靠性和安全性方面的优势。
利用基于MSP430FR5969 MCU的MSP430 FRAM技术的IO-Link固件更新参考设计，展示了使用基于MSP430 FRAM的MCU进行IO-Link固件更新的好处。下图所示，此参考设计使用的IO-Link软件堆栈由第三方公司提供，并且符合IO-Link规范v1.1和v1.0。
图2：利用MSP430 FRAM技术的IO-Link固件更新参考设计 尽管IO-Link势头强劲，但4-20 mA仍然是业界最主要的标准之一。4至20 mA的电流环路使传感器能够将信息传输到主机接收器，该接收器可以位于数千米之外。电流环路变送器的低功耗要求使MSP430超低功耗MCU成为环路供电传感器应用的理想选择。带有MSP430智能模拟组合的4至20mA环路供电RTD温度变送器参考设计，如图3所示，展示了将MSP430FR2355用于电流环路变送器的好处。它不是由板载用于定制模拟前端的空间来驱动电流环路，而是由MSP430FR2355内部的可配置运算放大器模块驱动的MCU还具有内置的数模转换器和可编程增益级。MSP430FR235x MCU包含四个Smart Analog Combo模块，当单独使用或一起使用时，它们可以实现多种信号调节和信号放大功能。 图3：采用MSP430智能模拟组合的4至20mA环路供电RTD温度变送器参考设计 HART协议是工厂自动化中广泛使用的最后一个协议，该协议很大程度上基于4到20 mA模拟电流环路的传统。HART被认为是电流环路的“更智能”版本，因为除了在标准电流环路上提供信息外，它还在模拟电流信号的顶部覆盖了低频1（1200 Hz）和零（2200 Hz）。 ，向主中心提供其他信息。这使传感器能够更智能地进行通信。的高精度，环路供电，4- mA至20毫安场发送器，具有HART调制解调器参考设计展示了MSP430FR5969 在现场发送器应用中，通过利用第三方公司编写和提供的HART软件堆栈，可以在MSP430 MCU上同时实现HART协议的数据链路层和应用层。 图4：具有HART调制解调器的高精度，环路供电的4mA至20mA现场变送器 通过使用本文讨论的通信协议，工业远程变送器可以无缝运行，从而使工厂变得更加智能和高效。
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