工业控制

工业现场存在大量实时控制设备,这些设备需要实时快速的保存设备状态、系统日志等关键数据。工控设备还需要应对高温、震动等恶劣环境的考验。此外,为了避免异常掉电造成的数据丢失问题,工控设备通常还需使用备用电池。

MRAM具有纳秒级高速写入、万亿次擦写寿命和宽工作温区等高性能及高可靠特性,非常适合工控场景需求,并且可以替代现有的备用电池方案。

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可编程逻辑控制器 (PLC)

PLC是工业自动化系统的核心组成部分,被称为工业“大脑”。PLC在工作过程中将实时产生过程和结果数据,需要存储器具有快速读写及百亿次擦写寿命等特性,该存储需求超出了常规非易失存储器的能力。因而,PLC通常使用SRAM和电池的组合方案。但是,该方案存在系统复杂、硬件成本高、因电池维护不及时导致数据丢失的风险等不足。MRAM的擦写寿命高达万亿次,可支持连续20年毫秒级间隔的擦写操作。此外,具有纳秒级高速写入特性的MRAM可以在异常掉电瞬间完整地保存PLC产生的过程和结果数据,而无需备份电池。

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PLC原理框图

如下图所示,数字输入模块的采样频率高达500Hz,20年累计写入次数高达3千亿次,远超过传统非易失闪存的擦写寿命。此外,在异常掉电时,继电器、伺服电机等设备产生的现场数据无法及时保存到传统非易失闪存中。HIKSTOR MRAM专为需要极高数据可靠性的应用而设计,具有万亿次擦写寿命和纳秒级写入速度,可确保PLC设备长期稳定运行。

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自动化控制系统结构图

智能仪表

工业现场广泛分布着检测温度、湿度、压力、流量等参数的传感器。与传感器相对应,工业场景中还配置了大量智能仪表,以便实时处理和记录传感器采集的数据,进而实时监控现场设备。其中,非易失存储器是智能仪表的重要组成部分。

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智能仪表原理框图

如下图所示,智能电表和集中器需要实时保存计量数据(总、各费率电能值、需量值)和负荷曲线数据(电能值、电压值、电流值)。2020版智能电表技术规范要求电表的使用寿命不得小于16年。以1次/秒的数据保存频率计算,16年内需要保存5亿次计量数据和负荷曲线数据。HIKSTOR MRAM具有万亿次擦写寿命和纳秒级写入速度,无需通过软件来规避传统非易失存储器读写次数不够的问题,非常适合智能电表和集中器的应用需求。

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用电信息采集系统结构图