智能工厂互联（智能工厂app）

IO-Link 有潜力使几乎所有工厂传感器或执行器变得“智能”，使其能够与过程控制器进行通信和共享有价值的数据。该博客探讨了它的开发原因、它的工作原理、它的用途以及它的局限性。

为什么要开发IO-Link？

从历史上看，每种现场总线（例如MODBUS、Profibus）都有自己的连接器，用于将传感器或执行器连接到支持的协议，这意味着自动化工程师必须了解其工作原理的详细信息，并选择正确的电缆和输入卡。为了解决这些问题，制造商在其设备中设计了现场总线接口，但随着传感器和执行器尺寸的缩小，这种方法变得不切实际。除了变得更小之外，制造过程还需要能够传输温度和压力等物理量读数的传感器，并且可以通过过程控制器进行远程配置（双向通信）。这些是IO-Link 发展成为全球标准化接口的主要驱动力，该接口可以在所有设备制造商生产的最小设备中工作。然后，可以使用IO-Link*master 将这些设备轻松集成到任何网络（现场总线或工业以太网）中。 IO-Link 传感器需要向后兼容传统的二进制传感器，以便更轻松地集成到现有工厂系统中。

IO-Link 如何工作？

IO-Link 系统由设备（传感器或执行器）和IO-Link 主站组成。请参见图1。虽然每个设备只能连接到一个IO-Link 主站，但一个IO-Link 主站可以为多个设备提供服务。

图1 - IO-Link 系统

IO-Link 主站充当网关，桥接连接的设备和过程控制器使用的上游工业网络之间的链路（图2）。

图2 IO-Link 如何融入工厂自动化架构

IO-Link 是一种串行数字点对点协议，其中每个设备都连接到IO-Link 主站上的物理端口。不需要复杂的寻址，并且在非屏蔽三线电缆上使用标准化连接器（通常是M8或M12），使安装简单且便宜。

IO-Link 主端口可以在以下四种模式下运行：

IO-Link：该端口用于双向IO-Link 通信。

DI：该端口的行为类似于数字输入。

DQ：该端口的行为类似于数字输出。

关闭：未使用的端口可使用“停用”模式

IO-Link 数据通信可以是循环的或非循环的。

正常运行期间发生循环通信，IO-Link 主站驱动过程数据的传输。

非循环数据是“根据请求”的，可以包含配置或维护信息（服务数据）。例如，IO-Link 主站可能会在设备通电后向设备发送新配置，或在设备断电前请求设备配置。事件数据也是非循环的，在发生意外情况时发生，并以三个严重级别（通知、警告和错误）报告给控制器。

IO-Link 可以用在哪里？

IO-Link 非常适合工厂自动化应用，包括：

自动化装配线：实现生产操作的快速安装和快速转换

机床：传感器参数设置（温度、压力、气流），可实现快速设置并使故障传感器更容易识别和更换

传送带：速度和停止点可根据负载动态改变

单独制造/批量大小为一：IO-Link 通过轻松的远程配置带来单独制造的灵活性

液压系统：可靠的信号传输、温度、压力和液位是关键要求IO-Link 满足所有要求

它有什么局限性？

值得注意的是，IO-Link 并非设计用于支持所有类型的传感器或执行器。它每个周期只能传输最多32 字节的过程数据，因此不适合传输工业成像设备中使用的相机或扫描仪等设备生成的大量数据。大约2ms（典型值）的循环时间足以满足大多数工厂自动化要求，但不适合高速应用。此外，将设备连接到IO-Link 主站的电缆不得超过20 米。

如何“启用”传感器或执行器？

Analog Devices 提供IO-Link 设备和IO-Link 主物理层接口/收发器(PHY)。我们的4 端口/8 端口IO-Link 主站和设备收发器具有集成降压稳压器和LDO，具有60V 电缆接口保护，可在恶劣的工业环境中提供坚固的性能。

审稿编辑：郭婷