I/O-Link打通工業底層現場設備通信的“最后一公里”

電子發燒友網報道（文/李寧遠）I/O-Link是一種標準化協議，用于調節工業系統中的傳感器并與控制器進行交互，被譽為通向各種執行器和傳感器的最后一環。

現在工業自動化現場的各種測量傳感器都需要具備足夠的靈活性，能夠簡單快捷地對傳感器參數進行修改，能夠與其他傳感器互連混合運行，這都需要靈活的通信接口技術支持，I/O-LINK正在助力工業4.0智能制造時代下的工業控制與通信、工業數字化與工業互聯網的創新應用不斷落地。

從老式傳感到I/O-Link智能傳感

工業場景中，傳統的典型的傳感器流程由模擬傳感元件獲取傳感信息，經過模數/數模等一系列轉換后，將數據傳給PLC，PLC再對傳感數據進行模數轉換。傳統的數據通常都是以模擬格式傳輸到主設備或控制器，并且從設備單向傳輸到主設備。

可以很明顯地看到，此間有多個模數、數模轉換的步驟，這既增加了流程復雜度，增加了數據被干擾的可能，限制了功能的使用，同時這樣的流程成本和空間占用都很高。隨著場景需求的不斷變化，工業自動化需要傳感器可以將更多功能集成到流程中，解決更多問題。

后來工業場景引入了二進制傳感器網絡，并在IEC標準中做了定義。二進制傳感器網絡的引入解決了一些傳統傳感器通信的物理層上的問題，但數據仍然局限于從傳感器到主機的單向通信。而且，這種架構下的傳感器也必須手動校準，并不方便。

隨著時代的發展，數據變得越來越重要，數據可以在工廠智能中心被機器學習和人工智能技術加以利用，使整個工廠能夠更有效地獲取對設備制造過程的新見解，并提供實時性業務。為了應對工廠數字化轉型需求，I/O-Link鏈路開始引領工業自動化的轉型。

I/O-Link傳感器架構保留了二進制傳感器架構能提供的所有優點，并添加了雙向數據傳輸，傳感器不再局限于向上位傳送數據，還能接收主機的信息。I/O-Link鏈路主控提供二進制傳感器數字輸入、數字輸出和I/O-Link鏈路通信。這種靈活性也讓I/O-Link能夠輕松加入到現有的工業傳感器系統中。進而與網關功能相結合，系統即可成為現場總線I/O節點。

I/O-Link打通底層現場設備通信的“最后一公里”

工業自動化市場的需求選擇了I/O-Link，I/O-Link也的確給工業自動化提供了強大的助力，I/O-Link越來越廣泛地被使用到工業現場環境，被譽為打通了底層現場設備通信的“最后一公里”。

在工業傳感網絡架構中，I/O-Link位處于整個架構中的最底層，不與任何其他工業通信協議沖突，是一種專為傳感網絡而生的通信技術，I/O-Link通過與控制層連接打開工業互聯的大門，但是它最基礎的能力是獨立于現場總線不受其影響打通底層現場設備的通信困擾。

具體來看，系統中的I/O-Link鏈路功能減少了維護所需的時間并增加了正常運行時間，這些傳感器設備可以通過從控制器下載的參數設置進行及時配置。機器停機不再需要重新配置設備。這節省了大量現場工作時間，是極具成本效益的。

I/O-Link還允許持續診斷并改進數據記錄和錯誤檢測。這對于整個工廠能夠更有效地獲取對設備制造過程的新見解，并提供實時性業務很有幫助。

當然I/O-Link最重要的還是打通了工業通信底層架構，帶來了靈活的傳感配置、可靠的數字信號通訊，以及拓展性更強的雙向通訊能力。I/O-Link分組傳輸的方式在PLC和底層傳感之間分配了多個子站，子站對傳感數據進行整合再向上傳輸，越往上通訊布線越簡潔。

此外工業環境有時惡劣，需要一些特殊防護以確保I/O-Link設備和集群可以在這些條件下運行。I/O-Link在這方面設定了最低EMC/電磁兼容性性能要求，確保I/O-Link設備能夠承受一些常見的瞬態問題。

小結

隨著工業自動化升級，部署的傳感器數量仍在不斷增加，更多傳感器和更多端口也讓工業控制系統上需要更多的I/O接口，I/O Link將在其中不斷發揮其優勢，助力工業通信。