工业通讯 | IO-Link助力工厂设备数字化智能化升级（上）

这篇文章我们主要简单介绍IO-Link的基本概念，技术规范，进行了传统传输模式&IO-Link传输模式的对比，下篇文章将会介绍IO-Link的技术优势，IO-Link的自动化系统结构和相关的应用。

一、IO-Link的基本概念

1、IO-Link：

与现场总线和工业以太网不同，IO-Link是新的技术协议，它不是一种现场总线，而是一种点到点的通讯。使设备层（传感器、执行器）与控制器的连接能够实现标准化IO，这样控制器就能直接访问到设备层，而不是仅仅停留在远程IO模块或者扩展IO模块，能够将传统的和智能的传感器/执行器集成在自动化系统中。

一般来说，IO-Link系统由IO-Link从站和IO-Link主站构成。IO-Link从站有IO-Link设备、传感器、执行器等等，通过标准三芯/五芯电缆连接到IO-Link主站设备上。

2、标准三芯/五芯电缆：

连接IO-Link主站和IO-Link从站的电缆。标准三芯电缆用于连接传感器，标准五芯电缆用于连接执行器（多出来的两根线用于连接电源）。

 

3、IO-Link master：IO-Link主站

①接收和获取通过三芯/五芯电缆传递过来的传感器/执行器的数据，然后再通过总线/协议等传递给控制器（PLC/MCU/CPU等）进行处理；

②接收和获取控制器传递过来的控制指令等等，将它转换成IO-Link协议，最终传递给传感器/执行器。

4、IO-Link slave：IO-Link从站

①具有IO-Link协议的传感器/执行器，此时直接连接到IO-Link master

②IO模块，用于连接传统的传感器/执行器，将传统的传感器/执行器转换成具有IO-Link协议的传感器/执行器，然后跟IO-Link master连接。相当于传统的传感器/执行器+IO模块=具有IO-Link协议的传感器/执行器。

二、传统传输模式&IO-Link传输模式

1、传统信号的传输模式

底层设备（传感器等）连接到远程IO模块或者扩展IO模块连接，再通过现场总线连接到控制层（控制层再通过工业以太网连接到信息层），或者直接通过工业以太网连接到信息层。

这些传感器有可能是开关类（数字开关信号）的，也有可能是过程类（模拟量信号，如电压、电流等），传统的传感器信号类型很多。

在传统的信号传输过程的致命弊端：

所有底层设备的信号要经过远程I/O模块或者扩展I/O模块的转换，经过转换之后，才把数据传给控制层或者信息层。所以控制层和信息层没有直接访问到底层设备的数据，实际上访问的是现场的I/O或者扩展I/O的数据，传统的传输方式有数据隔离。

尽管底下的传感器有很多信息，但是它只能获取到测量值，传感器的参数、诊断信息等等获取不到。

2、IO-Link全数字化传输——IO-Link解决了传统信号传输模式的弊端

IO-Link从站（底层设备）通过IO-Link标准电缆连接到IO-Link主站，再通过现场总线连接到控制层（控制层再通过工业以太网连接到信息层），或者直接通过工业以太网连接到信息层。

IO-Link全数字化的传输方式优势：

底层设备，不管是开关类的还是过程类的，都具备统一的IO-Link接口，所以信号传输过程是数字化传输过程，控制层或者信息层可以直接访问到底层传感器的过程值、参数、诊断信息等，传输过程是双向的，控制层和信息层能够给直接对远程的传感器进行参数配置。IO-Link解决了控制层、信息层与底层传感器的数据隔离，接口统一。

三、IO-Link的技术规范

IO-Link的技术规范

端口类型	A类端口（3芯）、B类端口（5芯）
连接器	M5、M8、M12
通信电缆	标准三芯电缆（非屏蔽）、标准五芯电缆（非屏蔽）
传输速率	COM 1 = 4.8 k、COM 2 = 38.4 k、COM 3 = 230.4 k
传输距离	20m (采用中继器可延长至100m)
过程数据	32字节输入/32字节输出
循环数据（根据控制器的刷新周期来获取）	过程值、基本诊断信息
非循环数据	识别、参数、诊断、事件

注:文中图片来自来自IO-Link协会公开直播课

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