现场设备数字通讯技术 IO-Link

如果留意近几年各类工业自动化和传感器产品的技术走向，就不难发现其中有一个重要的趋势，就是越来越多的新产品都集成了 IO-Link 技术。

关于 IO-Link，有人说它是一种现场传感器的通讯接口，也有人说这是一种新的 I/O 总线技术，还有人将其比作实现“工业4”和“智能制造”的必备神器......

从本篇开始，我们将陆续分几期节目，和大伙一起简单学习一下这项新兴的技术。

废话不多说，立刻进入主题

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什么是 IO-Link

IO-Link 是一种用于与传感器和执行部件通讯的标准化 I/O 技术（ IEC 61131-9）。它是点到点的通讯，基于比较成熟的 3 线制传感器和执行器连接，并且除此以外并无更多要求。

IO-Link 并非总线技术，而是在现有的、经过实践检验过的连接技术基础上，进一步发展起来的，用于传感器和执行器的通讯技术。

组成部分

一个 IO-Link 系统包含以下几个部分的组件：

上面这张图例展示了一个使用了 IO-Link 的自动化系统架构。

自动化系统和 IO-Link 设备之间的连接，通过 IO-Link 主站（Master）建立。作为 I/O 系统的一个组成部分，IO-Link 主站既可以被安装在电气控制柜内，也可以像远程 I/O 一样，做到 IP65/67 的防护等级，直接被安置在设备现场。

自动化系统与 IO-Link 主站之间的通讯，不仅可以基于多种现场总线，也可以使用特定的模块化产品（比如 PLC/PAC 或者 I/O 系统）的背板总线。

每个 IO-Link 主站可以有多个 IO-Link 端口（通道）；每个端口通道都可以连接一个 IO-Link 设备，从而实现 IO-Link 主站与设备之间的点到点通讯。

所以，其实 IO-Link 并非是一种通讯总线，而是一种设备级的点到点通讯。

连接

IO-Link 主站与设备之间是通过一根最长 20m 、无需屏蔽的三芯电缆连接的。这种电缆是基于 M5、M8 和 M12 的标准连接。绝大多数的 IO-Link 设备都使用 M12 的连接，就可以不受任何硬件条件的约束和限制，使用开关模式或通讯模式。

IO-Link 的主站的每一个端口（通道）都能够处理二进制开关量信号和模拟量数值（8位、12位、16位）。串行 IO-Link 通讯也是通过同一个端口进行的。

功能

作为标准，IO-Link 的通讯为每周期 2 个字节，在 230 kBaud 的传输速度下，IO-Link 主站和设备之间的传输耗时 400μs。

用户也可以选择较大规格的产品类型。这样，就能够传输更多的处理数据，长度可多至 32 个字节。相应的，需要设置较低的传输周期时间。

为了确保更换设备时设备参数数据不会丢失，它们可以被直接自动存储于 IO-Link 主站。当一个新的、完全一样的可替换设备被连接上时，原来设备的参数会被自动传到这个新的设备上。

应用集成

每个 IO-Link 设备都有一个「IO 设备描述」（IODD），这是一个设备描述文件，包含了关于厂商、型号、功能...等信息。用户可以很方便的读取和处理使用这些设备信息。通过 IODD，可以非常清楚的识别每台设备，这个和通过内部设备 ID 是一样的。

另外，IO-Link 系统的集成是可以和整个自动化系统的应用集成并行进行，并嵌入和融合到整个设备工程中去的。

特点和益处

通过上面的简析，基本可以看到 IO-Link 的几个显著的特点：

那么，这样一种新的设备通用连接技术，对于生产设备的使用，尤其是与自动化系统相关的应用、集成以及运营和维护，会有什么样的益处和帮助呢？

本刊近期节目中，将陆续为大家带来更多关于 IO-Link 的解读......

mcrazy

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