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Sensor-Aktor-Kommunikation IO-Link Hochvolt-Treiber mit integriertem DC/DC-Wandler für die Fertigungsautomatisierung

| Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

ZMD stellt den Hochvolt-Leitungstreiber ZIOL2401 mit IO-Link-Funktionalität vor. Als erstes Mitglied einer Hochvolt-Leitungstreiberfamilie bietet der ZIOL2401 zwei unabhängige IO-Kanäle,

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ZMD stellt den Hochvolt-Leitungstreiber ZIOL2401 mit IO-Link-Funktionalität vor. Als erstes Mitglied einer Hochvolt-Leitungstreiberfamilie bietet der ZIOL2401 zwei unabhängige IO-Kanäle, welche die physikalischen Layer-Anforderungen von Sensor- und Aktuatorsystemen für die Fertigungsautomatisierung erfüllen. Auf dem Chip des ZIOL2401 befinden sich ein innovativer Zweikanal-Treiber für den IO-Link-Kommunikationsstandard sowie ein DC/DC-Wandler für bis zu 15V. Dies ermöglicht die Versorgung externer Sensoren sowie des ZIOL2401 und spart Platz und Kosten beim Board-Design. Die IO-Link-Treiber von ZMDI sind komplett programmierbar, einschließlich Slew Rate, und verfügen über vollständige Diagnosefunktionen sowie über einen Temperatursensor.

IO-Link ist ein offener Standard, der in der Fertigungsautomatisierung zur Verbindung von Sensoren und Aktuatoren verwendet wird und alle für die Automatisierung verfügbaren Datenbusse unterstützt. Der IO-Link-Standard adressiert den zunehmenden Bedarf an noch schnelleren und intelligenteren Kommunikationsmöglichkeiten für das raue Fertigungsumfeld. In seiner Eigenschaft als Kommunikationsstandard bietet IO-Link eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen einem Sensor oder Aktuator und dem System, welches die Anordnung steuert. Die flexible, vom Feldbus unabhängige Lösung lässt sich sehr einfach installieren und ermöglicht eine schnelle Erweiterung bereits vorhandener Sensor-Netzwerke.

“ZMDI ist ein führender Anbieter von ASI-ICs (Actuator Sensor Interface). Aufgrund unserer langjährigen Erfahrungen bei intelligenten Sensortechnologien sowie mit Hochvolt-Prozessen können wir Lösungen anbieten, welche die Anforderungen unserer Kunden hinsichtlich Energieeffizienz, Board-Fläche, Konfigurierbarkeit und einfache Handhabung erfüllen,“ sagt Bernhard Huber, Standard Products Business Line Manager bei ZMDI. “Mit IO-Link schließen wir die Kommunikationslücke auf der Ebene zwischen Sensor/Aktuator und Controller auf eine Art und Weise, die den überlappenden Bereich bereits vorhandener Schnittstellen wie PNP, Push-Pull, 4-20mA, 0-10V, RS-232 und RS-422 vereinfacht. Darüber hinaus erweitern wir unsere Lösung um Error-Checking- und Diagnosefunktionen, mit denen sich Maschinen und Equipment bis hinunter auf die unterste Sensor- und Aktuator-Ebene überprüfen lassen.“

Konfigurierbare Systemfunktionen

ZMDIs neuer Hochvolt-Leitungstreiber verfügt über eine Reihe konfigurierbarer Systemfunktionen. So lässt sich zum Beispiel mit einer einstellbaren Slew Rate am Ausgang ein ausgezeichnetes EMC-Verhalten erzielen. Ferner kann der maximale Strom an den Ausgangsstufen auf Werte eingestellt werden, welche die Anforderungen der Kundenapplikation am besten erfüllen. Alle Konfigurationsparameter werden in einem On-Chip-EEPROM gespeichert und beim Einschalten automatisch geladen. Der ZIOL2401 liefert alle Status-Informationen wie etwa Überlast oder Übertemperatur. Ein SPI-Interface ermöglicht den Zugang zu Konfigurations- und Statusregistern.

Zusätzlich zu IO-Link-Baustein- und Master-Ports unterstützt der ZIOL2401 Standard-IO und arbeitet mit 3,3- oder 5V-Systemen. Außerdem bietet der ZIOL2401 Funktionen wie „Wake-up-Detection“ und „Fast Direct Event Signalling“.

Die EEPROM Lese/Schreib-Funktionen sowie eine niedrige Core-Spannung von 3,3V werden über den gesamten Betriebstemperaturbereich garantiert. Der auf dem Chip des ZIOL2401 integrierte DC/DC-Wandler liefert einstellbare Ausgangsspannungen von drei bis 15V sowie einen maximalen Dauerstrom von 50mA zur Versorgung der jeweiligen Applikation. Die leistungsfähige Mixed-Signal-CMOS-Technologie ermöglicht Versorgungsspannungen von bis zu 36V.

Das Applikationskit enthält ein Evaluation-Board und ein Windows-basiertes Konfigurationstool mit USB-Schnittstelle zwischen PC und Board. Entwickler können verschiedene Konfigurationen evaluieren und die Ergebnisse speichern. In-System-Programmierung über SPI wird ebenfalls unterstützt. Dies ermöglicht die komplette kundenspezifische Anpassung nach der Fertigung.

Spezifiziert ist der ZIOL2401 für Betriebstemperaturen von -25 bis +85°C. Der IC befindet sich in einem Platz sparenden QFN24-Gehäuse mit vier x vier mm². Ein exponiertes „Die-Paddle“ sorgt für die Wärmeverteilung. Bei Abnahme von 1000 Stück wird der ZIOL2401 zu Preisen ab EUR 3,50 angeboten. Die Serienproduktion des ZIOL2401 läuft in Q2/2010 an. Muster sind bereits lieferbar.

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