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通過樓宇自動化控制器的更多集成創造價值

星星科技指導員 ? 來源:ADI ? 作者:Michal Raninec ? 2022-12-12 21:00 ? 次閱讀

樓宇自動化系統 (BAS) 將照明、能源、暖通空調、安全和安保集成到一個直觀的系統中,在建筑運營的最佳效率與居住者的生產力和舒適度之間取得平衡。雖然樓宇自動化市場非常保守,但它已經看到了相當大的增長,這主要是由于能源價格上漲,節能意識的提高以及政府在消防安全和安保領域的舉措越來越多。新的標準和法規,如UL 217煙霧報警器標準,已經生效,使建筑物更安全,更高效,更舒適。這樣的趨勢刺激了新的樓宇自動化產品和解決方案的開發,推動制造商在更短的開發周期內提供新技術。這種節奏的變化為BAS公司創造了機會,通過平臺化的靈活系統解決方案來滿足這些需求,提供更低的功耗和更小的尺寸。

樓宇自動化控制器是一個典型的例子,該產品往往缺乏在當今瞬息萬變的市場中如此重視的創新敏捷性。控制器是BAS的大腦。它們從部署在整個建筑物中的傳感器獲取數據,并執行系統的響應。這意味著控制器需要有一定數量的輸入和輸出通道。某些控制器僅提供固定通道功能,導致架構具有未使用的通道。這些額外的未使用渠道具有無法從客戶那里收回的相關成本;但是,啟用每個通道的完全可重配置性可確??梢允褂盟型ǖ?。在理想情況下,BAS 應具有有限數量的備用未使用通道,以便客戶無需為未使用的功能付費。啟用通道功能的完全可配置性為BAS的設計和部署提供了最大的靈活性。

傳統上,樓宇自動化控制器對固定通道和可配置通道都使用分立式實現。但是,離散實現的可配置通道控制器的物料清單 (BOM) 可以包含數百個組件。經過多年的發展,分立式解決方案已經變得非常高效和優化,以降低BOM成本,以滿足這個成本敏感市場的期望。盡管如此,新趨勢和對敏捷開發的更多需求突顯了這種方法的一些主要缺點,例如樓宇自動化控制器中太多產品變體的規劃、設計、生產和物流的復雜性。因此,必須根據總擁有成本而不是簡化的BOM成本角度來評估BAS解決方案。

集成與分立

根據需要重新配置通道的能力是消除未使用通道的正確方法,但僅憑這一點并不能解決控制器設計的其他缺點。關鍵概念是集成,使通道設計得以簡化,占用空間更小,性能更好。通過集成解決方案,可以使用軟件命令輕松配置任何通道的功能。軟件可配置的輸入/輸出 (I/O) 技術為輕松設計重用和平臺化提供了可能性,最終降低了 BAS 解決方案的總擁有成本,并在樓宇自動化控制器的整個產品生命周期中創造價值。

控制器開發的第一階段是系統架構。此時,將考慮所有客戶要求并定義新產品。即使在開發的早期階段,分立解決方案的不靈活性也是一個明顯的缺點??蛻舻母鞣N需求(例如,輸入和輸出通道的比率或數量)可能導致多種設計,從而增加成本并阻礙對市場需求的敏捷響應。集成的、軟件可配置的I/O使經過驗證的設計在不同應用中實現平臺化和可重用性??芍赜眯詫τ诮档驮O計和生產成本至關重要,如本文后面所述。

在產品定義之后,設計開始。在這個階段,設計重用充分揭示了它的重要性。與離散實現不同,集成和可配置的 I/O 可實現快速迭代、縮短時間并釋放寶貴的資源。在硬件和軟件設計中,從資源密集型、冗長、多產品變體開發向滿足眾多要求的單一設計轉變,減少了研發時間和成本,同時保持了經過驗證的架構的高可靠性和魯棒性。采用集成式可重配置設計的“任何引腳上的任何功能”方法,可以更輕松地滿足不同應用的需求。

從業務發展的角度來看,傳統發展戰略的緩慢響應會產生不必要的風險,例如失去機會或錯過客戶最后期限。集成、可配置的 I/O 的靈活性和易用性有助于最大限度地提高投資回報 (ROI),同時盡可能縮短上市時間和收入時間。

從設計階段開始,生產階段是下一步。從 BOM 的采購和管理開始,集成解決方案很快就顯示出其優勢。離散實施的通用控制器通常包括數百個組件,必須購買這些組件,存儲在倉庫中,然后運輸到生產設施。管理如此大量的不同組件自然會增加總體成本。借助單芯片解決方案和可重復使用的設計,簡化了 BOM 物流 — 采購部門處理的供應商更少,所需的存儲空間也更少。

由于組件數量較少,PCB可以縮小40%,并且生產中的拾取和放置成本也顯著降低。此外,由于軟件可配置的I/O可實現設計重用,因此控制器制造商將需要更多相同類型的PCB。因此,電路板上的批量折扣也有助于節省成本。圖3總結了分立和集成通道功能實現的比較。

最后但并非最不重要的一點是,與多種變體、離散實施相比,生產中的測試遵循統一的程序,并且設置時間更少。增加設計復雜性甚至可能增加測試失敗的風險。認證只是集成的、可重復使用的解決方案可以節省成本和其他資源的另一個例子,在成品物流、安裝和技術支持方面,這個清單還在繼續。當許多不同的設計基于多個平臺時,銷售、技術支持團隊和安裝技術人員的培訓要廣泛得多,而不是基于集成的軟件可配置 I/O 的通用、可重用的解決方案。

結論

軟件可配置的I/O為樓宇自動化市場帶來了創新,雖然傳統上是保守的,但現在正被推動變得更加敏捷,并更快地響應不斷變化的客戶需求。集成和設計可重用性是實現這種轉變的關鍵功能。有些人可能將集成解決方案視為簡單的BOM替代品,實際上可能會增加成本,但實際上,當從更大的角度來看,并考慮整個產品生命周期中創造的整體價值時,集成解決方案很快就會超過任何疑慮。

為了解決分立式設計的缺點,ADI公司開發了AD74412R,這是一款完全軟件可配置的I/O。它將分立信號鏈集成在單個芯片中,并提供四個完全可配置的通道。AD74412R在整個控制器生命周期中創造價值,從產品定義到設計和生產,再到安裝和操作。它是市場上第一款此類產品,為客戶提供了一種提高投資回報率的簡單方法,同時縮短了上市時間和收入時間。

審核編輯:郭婷

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