PoE技术简化工厂自动化的布建难度

工厂自动化是工业4.0推动的基础，其中搭配建置工业物联网（IIoT），将工厂生产设备链接到网络，以便实时地取得机器的状态数据，将是工业4.0成功的关键要素之一。PoE（Power over Ethernet，以太网供电）技术可以在以太网中同时传输电力与数据到设备上，因此将是机器连接到网络，并与运营网络相互串联的最佳选择之一。本文将为您介绍工厂自动化的发展趋势，以及由安森美半导体（ON Semiconductor）推出的PoE解决方案。

新世代工厂自动化着重于网络串连

传统的工厂自动化观念，比较偏向机器本身的自动化生产流程，着重在机器人技术，但是各个机台之间往往是各自独立的个体，并未将之串联在一起，无法彼此共享信息。在工业4.0浪潮的推动下，工厂自动化的定义已经有所不同，着重在设备之间的网络互连与信息共享，并可以通过营运系统来及时的进行弹性化、订制化生产，以便配合多变的市场需求。

在既有的工厂里，工厂内的设备和工厂运营管制系统，在功能上都是各自独立的系统，由于机器设备的供应商不同、负责管理的人也不同等因素，在技术上或是在组织上，都没有集成在一起，一旦各系统之间需要合作或是共享信息时，只能通过人工方式处理，无可避免会产生时间上的落差。

当前的工厂自动化已经朝向智能工厂迈进，致力于将工厂内的各种设备链接成网络，并取得与管理点的装置有关的数据，实现工厂内部各种活动信息的可视化，以便及早发现问题之间的因果关系，进一步提升管理质量，降低管理成本，并达到节能减碳的目标。

想要实现这些目标，便必须利用网络技术，把现存于工厂的各种工厂自动化机器、设备、电力等基础架构、运营管理系统等都串连起来，也就是必须让“控制类”的系统和“信息类”的系统串联在一起。当然，不同系统之间的串联并非一朝一夕就可以达成，仍有赖各个系统之间彼此开放数据、建立标准，才能够做到数据共享。

PoE技术满足工厂自动化的需求

以太网是当前信息系统最普遍使用的网络架构，因此若在工厂内部同样采用以太网技术，将有助于降低系统的复杂性，在建置成本上也可望大幅降低。PoE系统基于以太网架构，并结合电力的传输，更进一步降低了网络布建的复杂度，PoE系统包括电网电源线、提供电力来源的电源设备（Power Sourcing Equipment, PSE）、以太网电缆，以及担任负载工作的受电设备（Powered Device, PD），由于受电设备不需要额外的电源，且使用全球标准的电源，使得PoE系统的建置相对简易与便利。

PoE系统架构和标准经过多年的演进，从IEEE802.3af (PoE)的PSE输出15.4 W到IEEE802.3at (PoE+)的30 W，以及最新的IEEE802.3bt (PoE++)能够支持高达90 W的功率，使PoE技术可支持的应用越来越多样，新一代的大功率PoE设备也可以支持工厂自动化系统的电源需求。

支持多种PoE协议与大功率应用

安森美半导体针对PoE应用推出多种产品组合，并考虑到大功率设备的需求，推出可支持功率高达90W的器件，具有更高的额定功率，针对某些专有的大功率PoE应用，最高还可支持达到100 W，拥有低导通电阻热插拔开关，因此具有更高的效率和节能效果，并支持辅助电源供应选件，以及开漏电源良好指示器，相当安全可靠，适合应用于工厂自动化等相关领域。

安森美半导体推出的NCP1095/NCP1096是符合IEEE802.3bt、IEEE 802.3af和／或IEEE 802.3at的PoE受电设备（PoE-PD）接口控制器，可用于开发大功率应用，包括工厂自动化设备、互联照明设备、安全摄像机和USB Type-C设备等。NCP1095/NCP1096集成了PoE系统中所需的所有功能，例如浪涌阶段的检测、分类和电流限制（110 mA），可支持多达5个事件的物理层分类、短的维持功率特征（Maintain Power Signature, MPS）、过流保护、过温保护，结温范围为−40℃至+125℃，采用16引脚TSSOP封装，并是符合RoHS要求的无铅器件。

NCP1095/NCP1096使用外部传输晶体管，可提供高达90 W的输出电压，来支持大功率应用。为了提高能效，NCP1095/NCP1096还支持自动分类（Autoclass）功能，以允许电源设备（PSE）有效地为每个受电设备（PD）分配电源和优化功率分配，并确保PoE设备之间的互操作性。此外，NCP1095/NCP1096具有一个辅助电源检测引脚，用于由PoE或墙壁适配器供电的应用。与NCP1095不同之处，NCP1096还提供内部热插拔FET，以实现更高的集成度。

评估板可加快PoE应用开发速度

NCP1095/NCP1096可应用于以太网供电设备、物联网、工业物联网等应用，支持IEEE 802.3bt（最高等级8 / 90W）、IEEE 802.3at（最高等级4 / 30W）与IEEE 802.3af（最高等级3 / 15W）等多种通信协议，具有电源良好引脚，可确保相邻主DC/DC转换器的正确禁用／使能。分类结果引脚可允许根据分配的功率等级（最高等级8）来进行操作，可广泛应用于工厂自动化设备、数字标牌、卫星数据网、互联照明、可视电话和VOIP电话、监控摄像机、微型基站、多频段接入点、USB Type-C设备等终端产品。

为了加快客户开发PoE产品的速度，并评估NCP1095/NCP1096器件的特性，安森美半导体推出了NCP1095GEVB/ NCP1096GEVB PoE-PD接口控制器评估板，用于评估NCP1095/NCP1096控制器，评估板包括有RJ-45连接器、电源变压器、有源电桥（Greend Bridge2）和其他固定装置，以协助最终用户进行测试。

结语

在工业4.0概念的推动下，工厂朝向智能化快术发展，新一代大功率PoE技术正好可以满足网络化智能工厂的需求，并可降低工厂网络建置的复杂度，可望进一步推动工厂自动化与PoE设备的需求，极具市场发展潜力，安森美半导体的PoE解决方案，则将会在工厂自动化网络建置上，扮演更重要的角色。

特色产品

ON Semiconductor NCP1095DB 以太网供电控制器

ON Semiconductor NCP1096PAG 以太网供电控制器