Berinovasi dari Edge ke Cloud dalam Otomatisasi Industri dengan Intel® FPGAs
Dengan Intel FPGAs, industri dimungkinkan untuk mengembangkan desain yang aman, andal, dan dioptimalkan.
Memecahkan Tantangan Industri dengan Intel® FPGAs
Intel menghadirkan solusi yang memungkinkan inovasi dari edge hingga cloud dalam automasi industri. Dengan Intel® FPGAs, industri dimungkinkan untuk mengembangkan desain yang aman, andal, dan dioptimalkan. Intel menyediakan berbagai perangkat, alat, IP, solusi referensi SoC terintegrasi FPGAs dan inti ARM, dll., yang melayani beragam kasus penggunaan aplikasi, termasuk kecerdasan buatan, komputasi edge, dan robotika.
Energi Cerdas
Penggunaan FPGAs dalam aplikasi energi pintar membawa manfaat seperti peningkatan kinerja, fleksibilitas, pemrosesan real-time, efisiensi energi, kemampuan integrasi, skalabilitas, dan peningkatan keamanan. Keunggulan ini berkontribusi pada pengembangan sistem energi yang efisien, andal, dan cerdas yang dapat mendukung pembangkitan, distribusi, dan konsumsi energi yang berkelanjutan dan optimal.
Saat kendaraan transportasi dialiri listrik, perhatian beralih dari konsumsi bahan bakar ke konsumsi energi listrik serta efisiensi dan biaya konverter daya. Teknologi DC Fast Charging (DCFC) digunakan di stasiun pengisian EV level 3 di mana pengisian terjadi sepenuhnya di dalam stasiun, dan menggunakan daya DC, memungkinkan pengguna untuk mengisi daya EV hanya dalam waktu 30 menit penuh.
FPGAs unik dalam memungkinkan kontrol digital khusus pada frekuensi yang sangat tinggi. Mereka bermanfaat dalam mengurangi ukuran dan biaya komponen pasif dan meminimalkan daya yang hilang dalam konversi daya AC / DC.
FPGAs juga mendukung manajemen baterai. Tidak seperti pengisian dengan daya AC, pengisian cepat DC berisiko membebani baterai EV secara berlebihan, yang dapat berkontribusi pada pembusukan atau kehilangan jangkauan dari waktu ke waktu. FPGAs mendukung baterai dan BMS dengan menyediakan komputasi yang diperlukan untuk mendistribusikan beban secara merata ke seluruh sel, menghilangkan ancaman pembusukan dan memberikan umur panjang yang lebih panjang pada baterai.
Baca eBook Pengisian Daya Kendaraan Listrik (EV) ›
Tonton video tentang solusi pengisian daya EV dari Intel dan Imagen Energy ›
Lihat contoh desain Three-Phase Boost Bi-directional AC/DC Converter ›
Memproduksi sistem surya atau fotovoltaik (PV) yang andal, lebih efisien, dan lebih murah adalah penting dalam membuat energi matahari lebih kompetitif. Hal ini menimbulkan tantangan dalam merancang arsitektur inverter surya untuk memenuhi tuntutan berikut:
- Keandalan dan masa pakai yang lama untuk memasok sumber energi terbarukan terdistribusi dengan pembangkit listrik sentral untuk kebutuhan daya yang terus meningkat.
- Peningkatan efisiensi dan biaya unit yang lebih rendah menggunakan algoritme kontrol tingkat lanjut dan topologi daya seperti transistor bipolar gerbang terisolasi 3 tingkat (IGBT) dan SiC-FET celah pita lebar.
- Kepatuhan kode jaringan lokal, yang mencakup pemantauan dan kontrol kualitas daya.
Di masa lalu, arsitektur inverter PV tradisional terdiri dari DSP untuk pelacakan titik daya maksimum (MPPT) dan kontrol DC-DC, FPGA untuk kontrol DC-AC, dan mungkin MCU terpisah untuk menangani komunikasi sistem. Ketiga komponen sistem terpisah ini dapat digabungkan ke dalam Intel® FPGA dengan mengintegrasikan loop kontrol DSP, konversi dan komunikasi DC-DC-AC, semuanya pada satu perangkat.
Mendistribusikan tenaga listrik dan mengelola jaringan listrik sedang mengalami transformasi dan telah menjadi fokus pendekatan teknologi baru karena beberapa alasan:
Peralatan penuaan.
Sumber daya energi terdistribusi (DER) berkontribusi terhadap ketidakstabilan jaringan, misalnya, karena meningkatnya jumlah panel surya yang memasok listrik kembali ke jaringan dan mengisi daya kendaraan listrik di garasi mereka.
Kepatuhan kode jaringan lokal, yang mencakup pemantauan dan kontrol kualitas daya.
Utilitas mencari keandalan; Pengurangan Capex/Opex dan penghematan biaya real estat.
Standardisasi peralatan oleh utilitas untuk menghindari penguncian vendor.
Intel FPGAs ideal untuk jaringan listrik yang baru bertransformasi. Mereka memenuhi persyaratan real-switching dalam jaringan redundan. Intel FPGAs kami memenuhi persyaratan performa lalu lintas ethernet Gbps dengan redundansi HSR/PRP dan standar HSR/PRP yang terus berkembang.
Memulai
Konverter AC/DC Dua Arah Boost Tiga Fase
Contoh desain ini menunjukkan implementasi konverter AC/DC dua arah dorongan tiga fase untuk pengisian EV. MAX® 10 dan Cyclone® V SoC FPGA Development Kit adalah perangkat target untuk desain referensi ini.
MAX® 10 Konverter DC-DC
Contoh desain menunjukkan pengontrol digital yang dapat mengontrol Konverter DC-DC Hibrida dengan kontrol tegangan variabel (VVC). Desain menggunakan DSP Builder for Intel FPGAs (Advanced Blockset) untuk mensimulasikan dan mensintesis kontrol VHDL. Desain menargetkan Intel MAX 10 FPGA Development Board.
FRS (Sakelar Redundan Flexiblis)
FRS adalah inti IP yang menyediakan fungsionalitas HSR / PRP, yang mendukung 3-8 port layer 2 switch dalam kecepatan tiga kali lipat (1Mbps / 10Mbps / 1Gbps). Anda dapat mengakses kit evaluasi, panduan pengguna, dan desain referensi dari TTTech.
Laporan Resmi
Robotik
FPGAs membawa manfaat pada aplikasi robotik seperti latensi rendah, keamanan fungsional, komputasi deterministik, konektivitas, dan banyak lagi. Mereka mendukung robot statis dan mobile seperti AMR, AGV, dan lengan robot 6-sumbu. Kami menyediakan beberapa solusi robot.
Robot menjadi semakin lazim di tempat kerja industri. Robot industri berkecepatan super tinggi menangani tugas-tugas sulit dan berbahaya seperti rakitan, las, dan pick-and-place. Robot kolaboratif, atau cobot, bekerja bahu-membahu dengan manusia, membutuhkan lingkungan yang aman secara fungsional. Autonomous Mobile Robots (AMR), banyak dipandu visi, berfungsi secara individu dan dalam kawanan kontrol cloud.
Intel FPGAs menyediakan kebutuhan robot industri melalui:
- Komputasi deterministik: Menghadirkan presisi dan manfaat kontrol motor multi-sumbu untuk robotika, secara signifikan menurunkan biaya bill of material dan mengurangi latensi untuk meningkatkan akurasi.
- Konektivitas: Jaringan sensitif waktu (TSN) mengoordinasikan beberapa sumbu robot tunggal dan antara beberapa robot.
- Keamanan Fungsional: Intel Functional Safety Data Package (FSDP) dan Konsep Keamanan CAT3 PLD bersertifikasi TÜV Rheinland memberikan fungsionalitas FuSa dan mempercepat waktu pemasaran dengan mengompresi siklus sertifikasi untuk pelanggan.
Bersama denganIntel® FPGA Video and Vision Processing IP Suite, toolkit OpenVino™, dan Intel® FPGA AI Suite, Anda dapat menerapkan fungsi penglihatan di luar pemeriksaan warna dan bentuk, seperti deteksi bahaya keselamatan dan pengenalan/klasifikasi objek.
Yaskawa: Intel® FPGA dalam Pengendali Robot
Yaskawa menerapkan Intel® FPGAs dalam pengontrol robot berkinerja tinggi untuk kontrol servo dan keamanan fungsional.
Veo Robotics: Sistem Pengamanan 3D FreeMove
Veo Robotics menggunakan Intel® FPGAs untuk memungkinkan sistem perlindungan 3D Veo FreeMove* untuk kolaborasi manusia-robot yang fleksibel.
Memulai
Contoh Desain Drive-on-Chip Agilex® 7 FPGA
Desain referensi kontrol motor drive-on-a-chip Intel adalah sistem penggerak terintegrasi pada perangkat Agilex® 7. Desainnya menunjukkan kontrol sinkron hingga dua motor sinkron magnet permanen tiga fase (PMSM) atau motor DC tanpa sikat (BLDC). Anda dapat menyesuaikan desain dengan jenis motor lainnya.
Contoh Desain Drive-on-Chip FPGAs Cyclone® V dan MAX® 10
Desain referensi kontrol motor drive-on-a-chip Intel adalah sistem drive terintegrasi pada satu Cyclone V SoC atau MAX 10. Desain ini menerapkan kontrol berorientasi medan (FOC) sumbu tunggal dan multi-sumbu yang mendukung kontrol bersamaan hingga empat motor sinkron magnet permanen.
Visi Mesin dan AI
FPGA memungkinkan penyerapan data secara langsung, pemrosesan gambar pipelined, dan implementasi AI dengan deterministik dan latensi rendah.
Teknologi visi mesin berkembang pesat untuk resolusi gambar yang lebih tinggi, frame rate yang lebih tinggi, adopsi antarmuka baru, dan adopsi AI.
Kamera dan peralatan lain yang digunakan dalam visi mesin melakukan berbagai tugas yang berbeda, seperti Image Signal Processing (ISP), transportasi video, konversi format, dan analitik. Karena seringnya peningkatan teknologi pada sensor kamera, kemajuan pembelajaran artifisial, dan analisis video berbasis pembelajaran mendalam, Intel® FPGAs memainkan peran kunci dalam kamera Machine vision generasi berikutnya, frame grabber, dan pengontrol visi:
- Fleksibilitas untuk antarmuka ke berbagai jenis sensor gambar dan perangkat sistem MV.
- Pemrosesan cepat untuk menggabungkan pipeline sensor gambar penuh (ISP) yang mencakup teknik, seperti koreksi piksel cacat, koreksi gamma, koreksi rentang dinamis, dan pengurangan noise.
- Dukungan untuk kerangka kerja, model, dan topologi pembelajaran mendalam AI untuk menerapkan akselerator inferensi convolutional neural network (CNN) berbasis FPGA.
Pelajari selengkapnya tentang Intel® FPGA AI Suite ›
Pelajari lebih lanjut tentang Intel® FPGA Video and Vision Processing IP Suite ›
Hamamatsu Photonics: Kamera Industri Berperforma Tinggi
Hamamatsu memilih FPGAs Arria® 10 dan Cyclone® 10 untuk kamera ilmiah ORCA-Quest* performa tinggi dan sistem pemeriksaan makanan sinar-X baru karena kemampuan pemrosesan gambar real-time dan antarmuka bandwidth tinggi.
Tautan Kritis LLC: MityCAM
Critical Link LLC mengintegrasikan Intel® FPGA AI Suite ke dalam kit evaluasi Kamera MityCAM untuk sensor gambar Canon 5MP dengan antarmuka USB3 Vision. Ini juga menggunakan FPGA SoC Arria® untuk melakukan deteksi objek, beban kerja pemrosesan gambar, dan antarmuka sensor/tampilan semuanya dalam satu chip.
Memulai dengan Contoh Desain Image Signal Processing (ISP)
Buat produk kamera canggih Anda dengan koleksi inti Intel® FPGA IP. Dengan pemrosesan gambar dan video real-time dan latensi rendah yang disesuaikan, serta kemudahan penggunaan dengan antarmuka pemrograman (API) yang kaya dan antarmuka standar, inti IP ini memungkinkan proses plug-and-play yang mengakselerasi waktu pemasaran produk ISP Anda.
Masuk ke akun intel.com Anda untuk mengunduh contoh desain › atau
Produksi Pintar
FPGAs memungkinkan integrasi tanpa batas berbagai komponen dan sistem, seperti sensor, aktuator, dan algoritma pembelajaran mesin, memfasilitasi pengambilan keputusan cerdas, pemeliharaan prediktif, dan kontrol adaptif di lingkungan manufaktur cerdas.
Motor dan penggerak menggerakkan proses industri yang tak terhitung jumlahnya dalam produksi, perakitan, pengemasan, robotika, kontrol numerik komputer (CNC), peralatan mesin, pompa, dan kipas industri. Sistem yang digerakkan motor ini menyumbang lebih dari dua pertiga konsumsi energi industri, sehingga operasinya yang efisien sangat penting bagi keuntungan pabrik.
Merancang sistem kontrol motor dan kontrol gerakan dengan FPGAs Intel® FPGAs dan SoC dapat menghasilkan pengurangan yang signifikan dalam keseluruhan biaya kepemilikan melalui:
- Integrasi Sistem: Bill of Material (BOM) yang lebih rendah, konsumsi daya, dan tantangan keandalan dengan mengintegrasikan jaringan industri, keselamatan fungsional, encoder, dan antarmuka power stage serta algoritma kontrol pemrosesan sinyal digital (DSP) dalam satu perangkat.
- Performa yang Dapat Diskalakan: Gunakan satu platform yang dapat diskalakan di seluruh lini produk. Dapatkan performa yang lebih tinggi dengan loop kontrol deterministik yang lebih cepat dan lebih canggih.
- Keamanan Fungsional: Mengurangi waktu dan upaya kepatuhan dengan perangkat dan alat yang memenuhi standar keselamatan IEC61508 Machinery Directive.
Programmable Logic Controller (PLC) adalah komputer industri yang digunakan untuk mengendalikan otomatisasi proses industri. PLC adalah perangkat solid-state berbasis komputer yang dirancang untuk menahan kondisi pabrik yang keras dan melakukan pemantauan dan kontrol real-time dari berbagai proses industri.
PLC digunakan secara luas di hampir semua proses industri, tetapi sistem saat ini biasanya dioptimalkan untuk domain tertentu sebagai sistem tertutup. Karena Industri 4.0 mendorong otomatisasi lebih lanjut di beberapa domain melalui jaringan, PLC diintegrasikan ke dalam platform komputasi yang lebih besar (seperti komputer edge) sebagai fungsi perangkat lunak untuk memungkinkan konsolidasi beban kerja.
FPGAs biasanya digunakan untuk ekspansi I/O, Ethernet industri, dan perangkat komunikasi bus lapangan untuk memungkinkan komputasi paralel PLC deterministik latensi rendah. Juga, FPGA digunakan untuk keselamatan fungsional karena beberapa PLC digunakan untuk aplikasi kritis keselamatan. Intel dan mitranya menawarkan berbagai inti IP serta SKU bersertifikasi keamanan dan Paket Data Keamanan Fungsional.
Solusi TSN dari Intel dan TTTech
IEEE 802.1 TSN memungkinkan pencampuran dan pencocokan solusi perangkat keras dan perangkat lunak industri dari vendor yang berbeda yang menyediakan konektivitas deterministik real-time.
Intel dan TTTech Industrial Automation AG memberikan solusi siap pakai tanpa biaya lisensi di muka, tanpa pelaporan royalti per unit, dan tanpa negosiasi yang berlarut-larut.
Solusi IP TTTech TSN untuk Intel® FPGA mendukung:
3/5 port 10/100/1000 Mbit/s titik akhir yang dialihkan
IEEE 802.1 SEBAGAI, IEEE 802.1 CB, Qbv, Qbu, Qcc
Linux* kernel 4,14 LTS
- Memotong-melalui dan menyimpan dan meneruskan
Solusi Ethernet Industri dengan Intel dan Softing
Industri berbasis Intel® FPGA menyediakan konektivitas untuk integrasi Ethernet industri warisan tanpa batas.
Untuk mempermudah menambahkan Ethernet industri ke desain Anda, Intel dan Softing Industrial Automation GmbH memberikan solusi siap pakai tanpa biaya lisensi di muka, tanpa pelaporan royalti per unit, dan tanpa negosiasi yang berlarut-larut.
Solusi ini berisi protokol Profibus, Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP, dan Modbus. Lisensi dilacak menggunakan CPLD Keamanan eksternal yang membuka IP protokol yang dimuat ke dalam FPGA pada saat boot.
Exor Embedded SoM (Sistem pada Modul)
Exor menyediakan SoM dan RRK yang dapat diterapkan produksi berbasis Intel® FPGA untuk protokol TSN dan brownfield yang sudah terbukti digunakan untuk kasus penggunaan manufaktur dengan kualitas yang kuat dan dukungan siklus hidup yang panjang.
ISO 13849-1 Kucing. 3 PLd
Konsep Keselamatan Teknis kami menjelaskan cara mencapai seekor Kucing. 3 PL d pengurangan risiko setara menurut ISO 13849-1 dan IEC 61508 SIL 2, ditinjau dan disetujui oleh TÜV Rheinland. Ini menunjukkan kemungkinan implementasi sistem berdasarkan Intel® SoC FPGA, menggunakan contoh FPGA Cyclone® V SoC dan perangkat logika keselamatan eksternal (ESL) untuk otomatisasi proses industri dan aplikasi keselamatan mesin.
Paket Data Keselamatan Fungsional (FSDP)
Dengan menggunakan sertifikasi alat dan perangkat serta panduan dalam Paket Data Keselamatan Fungsional Tingkat Integritas Keselamatan 3 (SIL3) bersertifikat kami, pengembang dapat mempersingkat waktu pengembangan IEC 61508 dan mengurangi risiko sertifikasi di banyak aplikasi industri yang kritis terhadap keselamatan.
Selain itu, Alur Desain Pemisahan Keselamatan mempertahankan manfaat FPGA dari peningkatan/perbaikan bug yang cepat sekaligus mengurangi kebutuhan untuk sertifikasi ulang desain penuh.
Papan Referensi Keamanan SafeFlex dari NewTec
Untuk lebih mengurangi upaya desain pelanggan dalam desain keselamatan yang memerlukan sertifikasi IEC 61508 hingga SIL3 dan IEC 13849 PLe Cat 4, Intel dan NewTec telah bermitra untuk mengembangkan papan referensi keselamatan fungsional SafeFlex.
Memberdayakan Peralatan Manufaktur Semikonduktor dengan FPGAs
Laporan resmi ini mengusulkan untuk mengintegrasikan Intel FPGAs dalam mask writer dan alat pemeriksaan permukaan untuk meningkatkan performa mesin dan, dengan demikian, membantu pabrik pengecoran di seluruh dunia dalam memenuhi permintaan chip.
Flex: Intel® FPGAs di Pabrik Pintar
Laporan resmi ini menjelaskan pendekatan inovatif yang diambil Flex untuk mencapai transformasi Industri 4.0 untuk lini Surface-Mount Technology (SMT) berbasis Intel® FPGAs.
V-Sync: Kontrol Motor Penjual Cerdas oleh V-Sync
V-Sync mengimplementasikan kontrol motor dari 12 port I2C di mesin penjual otomatis pintar mereka dengan menggunakan Intel® FPGA yang menawarkan fitur responsivitas dan kontrol real-time.
Uraian Singkat Solusi
Laporan Resmi
Konektivitas Industri
Keselamatan Fungsional
Video Terkait
Jelajahi Solusi Intel dan Mitra
Manfaatkan solusi siap penerapan dari Intel dan ekosistem mitra kami untuk mempercepat proyek Anda.