工业通讯 | IO-Link协议概述

“传统工业自动化控制系统”的瓶颈

    在以往传统的工业自动化控制系统中，传感器信号都是通过远程I/O或者扩展I/O，经过转换之后，才给到控制器，所以控制器没有直接访问到底层的传感器数据，实际上只访问到远程I/O或者扩展I/O，此时即使底层传感器有很多的数据信息，控制器也只能够获取到测量值，没有办法获取到传感器的参数、诊断以及更多的信息，所以无法实现传感器更多的功能， 使得传感器的潜力受到了束缚。因此，传统的信号传输方式有数据隔离的瓶颈。

    除此之外，用户想要去维护或者修改传感器/执行器的参数时，一般需要操作人员到现场去对设备进行检查、维护或者设定，这种方法费时又费力。尤其是在今年新冠状病毒疫情影响下，更突显出了传统方法的维护与参数配置设置的痛点。

    使用带有IO-Link技术的设备，将IO-Link这项技术引入到控制系统中，控制层能够访问传感器/执行器的诊断、过程值、参数等等数据信息，解决了控制层和传感器层的信息隔离， 使得传感器的多种数据都能被获取，释放出传感器的巨大潜力。并且，传输过程是双向的， 控制器可以向远程I/O的传感器/执行器直接进行参数配置。因此，远程就可以掌握设备情况， 对设备进行监控和修改设定参数。尽管是设备出现故障导致需要更换设备重新设置参数时， 也只需要更换设备，相应的参数信息会进行自动下载，无需进行手动设置。

那么IO-Link是什么？

    IO-Link是一种独立于现场总线、开放式的点到点的通信，是适用于工业控制中最底层的设备（如简单的传感器/执行器）的工业通讯接口，使得设备可以集成到几乎任何现场总线或者是自动化系统中。

1.IO-Link系统组成及体系结构

    IO-Link系统由许多IO-Link从站设备（具有IO-Link协议的传感器/执行器，具有IO-Link 协议的集线器与普通的传感器/执行器组合），通过标准电缆，连接到IO-Link主站组成。系统的体系结构如下图所示。

2.IO-Link的优势 

    IO-Link接口技术消除了传统工业自动化控制的瓶颈，具有以下优势：

（1）抗干扰能力强。传统的数据传输，传感器与控制器之间的传递信号类型是模拟量， 而IO-Link采用的是全数字化传输，所以抗干扰能力强。

（2）无讯号损失。传统的数据传输过程，需要经过数模-模数转换，而IO-Link是全数 字化传输，没有数据类型转换，因此没有精度损失。

（3）简化布线网络。IO-Link简化了电路连接，只需要一根标准电缆，这大大减小了布线布局的难度，使得布线网络更加简单。

（4）易于更换。IO-Link使系统拥有参数自动配置功能，当更换同款传感器/执行器时， 会自动将参数配置到新的传感器/执行器中。

（5）操作方便。使用了IO-Link技术后，系统具有远程配置功能，将传统的现场操作配置按键去掉，换成了远程操作。

（6）断线监控。IO-Link使数字量的点对点连接具有对话能力，即系统具有更大的数据交换能力，所以系统具有诊断的能力，当出现断线的时候，会进行报警。

（7）智能设备。IO-Link技术的加入，使传感器可以同时传输多个信号，释放传感器所有的潜能，因此设备更加智能化，让接线和工作更加轻松。

 

虹科IO-Link解决方案

 虹科提供IO-Link的主/从站源代码、半成品化的解决方案、用于开发、测试和演示的IO-Link工具，包括IO-Link设备测试工具、IO-Link设备EMC测试等工具。

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本期文章是对IO-Link这项新兴技术的概述，该技术可应用于多个领域。下期我们将继续为大家带来IO-Link Wireless协议概述及虹科解决方案，敬请期待！