Industrial Functional Safety
详情介绍
Automation isn’t smart if it isn’t safe. Functional safety is playing an important role in Industry 4.0 – not just because safety is an essential element of the future factory, but because functional safety can also enable higher reliability, more accurate diagnostics, and greater resilience.
IEC 61508 is the functional safety standard for the design of integrated circuits used in industrial applications. ADI has adopted this standard to extend our already rigorous new product development process. It ensures the extra safety planning, safety analysis, verification, and validation required by IEC61508 is carried out. To ensure a process of continuous improvement, ADI is an active member of key industry committees and has staff engineers certified by the leading industry functional safety certification bodies.
Our commitment to our customers includes a thorough product development process, an established zero-defect culture and in-house industry certified functional safe domain experts that can help you build your products to meet third-party certification standards and accelerate your time to market.
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Get inside expertise and stay current with all that’s happening in Functional Safety with Tom Meany.
Tom Meany is the holder of eight U.S. patents and is a senior member of both the ISA and the IEEE. He is also a Functional Safe engineer (TUV Rheinland) in the application area of machinery, holds a certificate in reliability and functional safety from Technis, and is a member of the IEC SC22G/MT12 working group. Tom has worked at Analog Devices since 1987 and currently holds the position of Functional Safety Technical Specialist for ADI’s industrial products.
Process Control and Factory Automation
Process control is one of the earliest industries to employ functional safety, the specific standard is IEC61511 but the underlying equipment such as PLC, field instruments, and actuators are designed to IEC61508. In factory automation, the applicable sector specfic standards are ISO13849, IEC62061 and also IEC61508.
We offer customers an advantage in functional safety design through:
- Deep experience in the application area
- An IEC61508 compatible development process
- A thorough understanding of diagnostics, reliability predictions and reasonable mission profiles
Learn more about ADI products specifically engineered for Process Control and Factory Automation: ADuCM362, AD7124, and ADCMP671.
Motion Control
In general motion control applications, IEC 61800-5-2 is the variable speed drives interpretation of IEC61508. This standard defines safety functions such as STO (safe torque off), SLS (safely limited speed) and SOS (safe operating stop). For integrated circuits, IEC 61508 is still the relevant standard.
Learn more about ADI products specifically engineered for Motion Control: ADSP-CM407, ADSP-CM417, AD7403 and AD2S1210
Robots and Cobots
Robots have traditionally been kept in cages and functional safety systems were designed keep the robots separated from people. Now the robots are coming out of their cages in the form of cobots and AGVs (automated guided vehicles). The applicable safety standards are ISO13849 and IEC62061 (the machinery interpretation of IEC61508). COBOTs or collaborative robots are designed to interact directly with people, the applicable standards are ISO10218-1 and ISO10218-2 and provide design and application requirements for robots but include guidelines on collaborative operation.
Learn more about ADI products specifically engineered for Robots and Cobots: AD7902, fido5100, fido5200 and ADI automotive LIDAR sensors.
Industrial Communications
Guidance on functional safety within networks is provided in IEC61784-3 and IEC 62280/EN 50159. Within IEC61508-2:2010 there are two basic approaches to functional safety, the white channel and the black channel. The black channel approach is the most common implementation as it makes no assumptions on the underlying network so all the safety functions are implemented by application code at both ends.
Learn more about ADI products that can enable low-cost black channel functional safety: fido5100 and fido5200.
We have products with the diagnostic capability to help you develop functionally safe designs for industrial applications. Some of these products now come with safety data sheets. Safety data sheets are typically available under NDA, so contact your ADI sales representative to obtain or request a specific safety data sheet.
Key Products
AD7124-4
AD7124-4是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、完整模拟前端。 该器件内置一个低噪声24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)，可配置为提供4个差分输入或7个单端或伪差分输入。 片内低增益级确保ADC中可直接输入小信号。
AD7124-4的主要优势之一是用户可灵活使用三种集成功率模式。 功耗、输出数据速率范围和均方根噪声可通过所选功率模式进行定制。 该器件还提供多个滤波器选项，确保为用户带来最大的灵活性。
当输出数据速率为25 SPS（单周期建立）时，AD7124-4可实现50 Hz和60 Hz同时抑制，且在较低输出数据速率下，可实现超过80 dB的抑制性能。
AD7124-4提供最高的信号链集成度。 该器件内置一个精密低噪声、低漂移内部带隙基准电压源，也可采用内部缓冲的外部差分基准电压。 其它主要集成特性包括可编程低漂移激励电流源、熔断电流和偏置电压产生器，利用偏置电压产生器可将某一通道的共模电压设置为AVDD/2。低端功率开关允许用户在两次转换之间关断桥式传感器，从而保证系统具有绝对最小功耗。 该器件还允许用户采用内部时钟或外部时钟工作。
内置通道序列器可以同时使能多个通道，AD7124-4按顺序在各使能通道上执行转换，简化了与器件的通信。 多达16个通道可随时使能，这些通道具有模拟输入或诊断功能（比如电源检查或基准电压源检查）。 这一独特的特性允许诊断功能交替进行。
AD7124-4还支持各通道配置。 该器件支持八种配置或设置。 每种配置包括增益、滤波器类型、输出数据速率、缓冲和基准电压源。 用户可在各通道上分配任何设置。
AD7124-4还集成了丰富的诊断功能，作为全面特性组合的一部分。 这些诊断功能包括循环冗余校验(CRC)、信号链检查和串行接口检查，从而提供更强大的解决方案。 这些诊断功能可减少执行诊断功能所需的外部元件，从而减少对电路板空间的需求，缩短设计时间并节省成本。 根据IEC 61508，典型应用的失效模式影响和诊断分析(FMEDA)安全故障失效比率(SFF)大于90%。
该器件采用2.7 V至3.6 V单模拟电源或1.8 V双电源工作。 数字电源范围为1.65 V至3.6 V。器件的额定温度范围为−40°C至+105°C。AD7124-4采用32引脚LFCSP封装或24引脚TSSOP封装。
请注意，在整篇数据手册中，多功能引脚（如DOUT/RDY）由整个引脚名称或引脚的单个功能表示；例如RDY即表示仅与此功能相关。
应用- 温度测量
- 压力测量
- 工业过程控制
- 仪器仪表
- 智能发射器
应用
AD7124-8
AD7124-8是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、完整模拟前端。 该器件内置一个低噪声24位Σ-Δ型ADC，可配置为提供8个差分输入或15个单端或伪差分输入。 片内低噪声级确保ADC中可直接输入小信号。
AD7124-8的主要优势之一是用户可灵活使用三种集成功率模式。 功耗、输出数据速率范围和均方根噪声可通过所选功率模式进行定制。 该器件还提供多个滤波器选项，确保为用户带来最大的灵活性。
当输出数据速率为25 SPS（单周期建立）时，AD7124-8可实现50 Hz和60 Hz同时抑制，且在较低输出数据速率下，可实现超过80 dB的抑制性能。
AD7124-8提供最高的信号链集成度。 该器件内置一个精密低噪声、低漂移内部带隙基准电压源，也可采用内部缓冲的外部差分基准电压。 其它主要集成特性包括可编程低漂移激励电流源、熔断电流和偏置电压产生器，利用偏置电压产生器可将某一通道的共模电压设置为AVDD/2。低端功率开关允许用户在两次转换之间关断桥式传感器，从而保证系统具有绝对最小功耗。 该器件还允许用户采用内部时钟或外部时钟工作。
内置通道序列器可以同时使能多个通道，AD7124-8按顺序在各使能通道上执行转换，简化了与器件的通信。 多达16个通道可随时使能，这些通道具有模拟输入或诊断功能（比如电源检查或基准电压源检查）。 这一独特的特性允许诊断功能交替进行。 AD7124-8还支持各通道配置。 该器件支持八种配置或设置，每种配置包括增益、滤波器类型、输出数据速率、缓冲和基准电压源。 用户可在各通道上分配任何设置。
AD7124-8还集成了丰富的诊断功能，作为全面特性组合的一部分。 这些诊断功能包括循环冗余校验(CRC)、信号链检查和串行接口检查，从而提供更强大的解决方案。 这些诊断功能可减少执行诊断功能所需的外部元件，从而减少对电路板空间的需求，缩短设计时间并节省成本。 根据IEC 61508，典型应用的FMEDA SFF大于90%。
该器件采用2.7 V至3.6 V单模拟电源或1.8 V双电源工作。 数字电源范围为1.65 V至3.6 V。器件的额定温度范围为−40°C至+105°C。AD7124-8采用32引脚LFCSP封装。
请注意，在整篇数据手册中，多功能引脚（如 DOUT/RDY）由整个引脚名称或引脚的单个功能表示；例如RDY即表示仅与此功能相关。
应用
- 温度测量
- 压力测量
- 工业过程控制
- 仪器仪表
- 智能发射器
应用
ADSP-CM417F
应用
AD7902
SPI兼容串行接口还能利用SDIx输入将几个ADC以菊花链形式连结到单个三线式总线上，并提供一个可选的繁忙指示。采用独立电源VIOx时，它与1.8V、2.5V、3V和5V逻辑兼容。
AD7902采用20引脚QSOP封装，工作温度范围为−40°C至+125°C。
应用
- 电池供电设备
- 通信
- 自动测试设备(ATE)
- 数据采集
- 医疗仪器
- 冗余测量
- 同步采样
应用
AD7770
AD7770是一款8通道同步采样ADC。片内集成8个完整的Σ-Δ型ADC。AD7770提供低输入电流，允许直接连接传感器。每个输入通道都有一个增益为1、2、4和8的可编程增益级，可将低幅度传感器输出映射到满量程ADC输入范围，从而使信号链的动态范围最大。AD7770接受1 V至3.6 V的VREF电压。模拟输入接受单极性（0 V至VREF）或真双极性(±VREF/2)模拟输入信号，模拟电源电压分别为3.3 V或±1.65 V (PGAGAIN = 1）。模拟输入可接受真差分、伪差分或单端信号以匹配不同的传感器输出配置。
每个通道包含一个PGA、一个ADC调制器和一个sinc3低延迟数字滤波器。采用SRC来对AD7770 ODR进行精细分辨率控制。这种控制可用于线频率变化为0.01 Hz时，ODR分辨率需要维持相干性的应用。SRC可通过串行端口接口(SPI)编程。AD7770实现了两种不同接口：数据输出接口和SPI控制接口。ADC数据输出接口专门用于将ADC转换结果从AD7770发送至处理器。SPI写入或读取AD7770配置寄存器，并控制和读取SAR ADC数据。SPI还可配置为输出Σ-Δ转换数据。
AD7770包括一个12位SAR ADC。该ADC可以用于AD7770诊断，这样就无需为系统测量功能专门腾出一个Σ-Δ型ADC通道。通过外部多路复用器（可利用3个通用输入/输出引脚(GPIO)加以控制）和信号调理，SAR ADC可在需要功能安全性的应用中用于验证Σ-Δ型ADC测量结果。此外，AD7770 SAR ADC内置一个多路复用器，可用来检测内部节点。
AD7770包含一个2.5 V基准电压源和参考缓冲器。基准电压源的温度系数为10 ppm/°C（典型值）。AD7770提供两种工作模式：高分辨率模式和低功耗模式。高分辨率模式提供较高的动态范围，功耗为每通道10.75 mW；而低功耗模式在较低的动态范围规格下功耗仅为每通道3.37 mW。
额定工作温度范围为-40°C至+105°C，不过器件工作温度最高可达+125°C。注意：在整篇数据手册中，某些术语表示多功能引脚或一系列引脚。多功能引脚（如DCLK0/SDO）由整个引脚名称或引脚的单个功能表示（例如DCLK0即表示仅与此功能相关）。对于一系列引脚，AVSSx表示如下引脚：AVSS1A、AVSS1B、AVSS2A、AVSS2B、AVSS3和AVSS4。
应用- 保护继电器
- 通用数据采集
- 工业过程控制应用
应用
ADCMP671
ADCMP671采用6引脚TSOT封装。工作温度范围为-40°C至+125°C。
应用
- 电源电压监控
- 锂离子监控
- 便携式应用
- 手持式仪表