IO-Link®有望讓幾乎所有工廠傳感器或執行器實現“智能化”
，從而能夠與過程控製器進行通信並共享有價值的數據。這篇博文探討了IO-Link的開發原因、工作原理

、使用場合和局限性。

為什麼要開發IO-Link？

過去
，每種現場總線（如MODBUS
、Profibus）都(dou)有(you)各(ge)自(zi)的(de)連(lian)接(jie)器(qi)，用(yong)於(yu)將(jiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)或(huo)執(zhi)行(xing)器(qi)連(lian)接(jie)到(dao)支(zhi)持(chi)的(de)協(xie)議(yi)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)自(zi)動(dong)化(hua)工(gong)程(cheng)師(shi)必(bi)須(xu)了(le)解(jie)其(qi)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)的(de)細(xi)節(jie)
，並(bing)選(xuan)擇(ze)正(zheng)確(que)的(de)電(dian)纜(lan)和(he)輸(shu)入(ru)卡(ka)。為(wei)了(le)解(jie)決(jue)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)
，製(zhi)造(zao)商(shang)在(zai)其(qi)設(she)備(bei)中(zhong)設(she)計(ji)了(le)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)接(jie)口(kou)
，但(dan)隨(sui)著(zhe)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)執(zhi)行(xing)器(qi)尺(chi)寸(cun)不(bu)斷(duan)縮(suo)小(xiao)，這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)變(bian)得(de)不(bu)切(qie)實(shi)際(ji)。除(chu)了(le)尺(chi)寸(cun)變(bian)得(de)更(geng)小(xiao)之(zhi)外(wai)，製(zhi)造(zao)流(liu)程(cheng)還(hai)要(yao)求(qiu)傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)夠(gou)傳(chuan)輸(shu)溫(wen)度(du)和(he)壓(ya)力(li)等(deng)物(wu)理(li)量(liang)的(de)讀(du)數(shu)，並(bing)需(xu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)遠(yuan)程(cheng)配(pei)置(zhi)（雙向通信）。  這些因素是推動IO-Link發展成為全球標準化接口的主要驅動力
，該接口能夠適配所有設備製造商生產的小型設備。這些設備可以輕鬆集成到任何使用IO-Link*主站的網絡（現場總線或工業以太網）中。IO-Link傳感器需要向後兼容傳統二進製傳感器

，以便更輕鬆地集成到現有工廠係統中。

IO-Link如何工作
？

IO-Link係統由從站（傳感器或執行器）和IO-Link主站組成。參見圖1。每個從站隻能連接到一個IO-Link主站，但IO-Link主站可以服務多個從站。

圖1 - IO-Link係統

IO-Link主站充當網關，橋接相連從站與過程控製器使用的上遊工業網絡之間的鏈路（圖2）。

圖2 - IO-Link如何融入工廠自動化架構

IO-Link是一種串行數字點對點協議，其中每個從站都連接到IO-Link主站上的一個物理端口。該協議不需要複雜的尋址

，采用標準化連接器（通常是M8或M12）和非屏蔽三線電纜，安裝簡單、成本低。

IO-Link主站端口有如下四種工作模式：

• IO-Link：端口用於雙向IO-Link通信。
• DI：端口的行為類似於數字輸入。
• DQ：端口的行為類似於數字輸出。
• 停用：“停用”模式可用於未使用的端口

IO-Link數據通信可以是周期性的
，也可以是非周期性的。

• 周期性通信發生在正常工作期間
  ，IO-Link主站驅動“過程數據”的傳輸。
• 非周期性數據是“應請求”傳輸的，可以包含配置或維護信息（服務數據）。例如，IO-Link主zhu站zhan可ke能neng會hui在zai從cong站zhan上shang電dian後hou向xiang其qi發fa送song新xin配pei置zhi
  ，或huo在zai關guan斷duan前qian請qing求qiu從cong站zhan配pei置zhi。事shi件jian數shu據ju也ye是shi非fei周zhou期qi性xing的de，出chu現xian在zai有you意yi外wai情qing況kuang發fa生sheng時shi，並bing根gen據ju嚴yan重zhong程cheng度du（通知、警告和錯誤）向控製器發出報告。

IO-Link可以用在哪裏？

IO-Link非常適合工廠自動化應用，包括：

• 自動化裝配線：實現快速安裝和迅速轉換生產運行
• 機床：傳感器參數設置（溫度、壓力、氣流），實現快速設置並使故障傳感器更易於識別和更換
• 輸送帶：速度和停止點可以根據負載動態改變
• 個性化製造/單件小批量生產：IO-Link易於遠程配置
  ，為個性化製造賦予靈活性
• 液壓係統：IO-Link能夠滿足所有關鍵要求
  ，包括可靠的信號傳輸、溫度
  、壓力和液位等

IO-Link有什麼局限性
？

務必注意，IO-Link並非設計用於支持所有類型的傳感器或執行器。它每個周期隻能傳輸最多32字節的過程數據，因此不適合傳輸工業成像設備所用攝像頭或掃描儀等裝置產生的大量數據。大約2ms（典型值）的生產周期足以滿足大多數工廠自動化要求
，但不適合高速應用。此外，連接從站和IO-Link主站的電纜不能超過20米。

IO-Link如何為傳感器或執行器賦能
？

ADI公司提供IO-Link從站和IO-Link主站物理層接口/收發器(PHY)。  我們的4端口/8端口IO-Link主站和從站收發器都集成了降壓調節器和LDO，同時擁有±60V電纜接口保護，可在惡劣工業環境中穩定可靠地工作。