充分利用IO-Link
有许多应用程序可以从使用IO-Link通信协议中受益。
分析见解
- IO-Links的应用实现了智能自动化的能力。IO-Link提供了三种方法来将设备集成到高级控制系统中(例如，直接连接到主机计算机或PC，网关数据处理，IO-Link主机通过IO-Link Hub进行兼容通信)，使智能现场设备能够在没有人工干预的情况下运行。
- IO-Links的智能组件可以精确执行，因此执行器可以感知何时关闭。io - link也很紧凑，不像现场总线和以太网。精确控制和紧凑是通过使用IO-Link呈现设备智能的好处之一;然而，当涉及到数据完整性时，硬连接限制是一个问题。
随着工业4.0的到来，智能自动化已被定义为先进的控制、监控和诊断。然而，这些功能只有通过工业连接才能实现，工业连接可以将控制和机器设备统一在一个平台上，例如IO-Link持续的数据交换。
支撑工业连接的关键实现技术是标准化网络和具有板载通信功能的设备。这些功能有很多协议。然而，并不是所有的工业协议都能满足当今自动化所要求的数据交换和智能需求，而IO-Link是为了满足广泛的这些现代应用程序而创建的。
IO-Link是一种有线点对点通信协议，可促进设备之间的智能双向数据通信。通常，本地控制器将有几个IO-Link端口，各种IO-Link设备可以独立地插入这些端口。这些节点对节点端点连接使IO-Link成为点对点通信协议。协调IO-Link接口由IEC 61131-9标准定义。
模式与用途相关
IO-Link通信协议使IO-Link控制器上的每个连接器端口具有四种通信模式。这些包括完全去激活模式以及IO-Link，数字输入(DI)和数字输出(DQ)操作模式。
IO-Link工作模式支持与现场设备的双向数据通信，通常用于监测、测试和诊断的数据收集。DI模式下的本地控制器端口接受数字输入，并在端口连接到传感器时工作——在这种情况下，充当输入设备。相比之下，DQ模式下的端口充当数字输出，通常当端口连接到执行器(在这种情况下，实际上是一个输出设备)或当系统可编程逻辑控制器(PLC)被设置为直接向另一个IO-Link设备发送指令时。
值得注意的是，IO-Link主设备上的端口可以很容易地在模式之间切换。例如，控制器连接到传感器的端口可以在DI模式下运行，然后在控制器请求传感器的诊断和监控数据时切换到IO-Link通信模式。
可操作的状态通信
通过设置IO-Link设备，可以实现机器监控，以报告状态，从而通知系统进行必要的调整和更正。考虑在机床工业中的一种应用- IO-Link压力传感器，它可以在材料移除操作期间验证工件是否被适当的压力夹紧，以保证无损但安全的保持。在这里，IO-Link传感器基本上支持机器任务的优化，以减少被拒绝的工件。
IO-Link设备还可以进行可操作的状态通信，以支持增强的维护程序，最大限度地减少停机时间。例如，装配机上的IO-Link位置传感器可以连续报告末端执行器的位置，以确保没有超出范围或对准。
通过分析IO-Link设备提供的诊断数据，可以在错误和潜在故障发生之前预测并纠正它们。机器或工厂中的薄弱环节也可以被识别，从而为未来的企业级运营变更、采购决策和专属机器设计提供信息。
先进的控制和自动化
控制和自动化是IO-Link支持的其他应用程序功能。当IO-Link安装支持无需人工干预的功能时，IO-Link控制器通常连接到主机系统或更高级别的PLC，后者处理接收到的数据，然后直接或间接地命令设计中的执行器进行适当的协调响应。这种自动化控制要求IO-Link系统通过标准化现场总线或以太网协议和电缆连接到更高级别的控制器。事实上，大多数IO-Link控制器都有用于此类连接的现场总线或以太网端口。
先进控制应用中的设备，包括IO-Link系统，可以通过以下三种方式之一进行集成:
- 它们直接连接到主机或PLC。
- 它们连接到IO-Link主服务器，并通过IO-Link协议进行通信。
- 它们使用IO-Link兼容的通信，并通过IO-Link集线器连接到IO-Link主设备。
后者本质上充当将非io - link设备连接到主设备的中介。
IO-Link系统具有现场总线和以太网通信连接的另一个好处是允许远程连接，这反过来使安装人员能够将IO-Link控制器定位在控制柜或最外层的机器接入点(如果这对特定应用最有意义的话)。
IO-Link控制器可以作为能够处理数字和模拟信号的低级控制器，从而使高级装配应用受益。在这里，他们可能:
- 接受由XY轴上的IO-Link线性编码器产生的数据。
- 作为网关处理该数据。
- 将处理过的IO-Link现场设备数据提交给PLC或其他系统控制器。
设备的情报
IO-Link的第三个应用是使设备变得智能。这些io - link支持的设备可以接收指令、监控和执行自测程序并生成数据，在类似于传统传感器的设计中尤其常见，无需编程(或更简单)。由于IO-Link还允许设备提供更多的基本双值(是-否或通过-失败)数据，因此也可以报告精确的值。例如，流程自动化任务受益于IO-Link温度传感器，它不仅报告高温或低温状态，还连续报告被监控区域或卷的准确温度值。
IO-Link对于智能现场设备的另一个好处是，与现场总线和以太网接口的物理连接相比，IO-Link的物理连接更紧凑，后者有时太大，无法安装在现场微型设备上。
IO-Link智能组件也可以精确控制。例如，当场景满足一组条件时，可以命令执行器关闭，而不是基本的开关控制。
但是，在智能设备应用程序中使用IO-Link有一些注意事项。虽然正在开发一种无线形式的IO-Link，但它仍然是一种有线通信协议——因此它仍然受到硬连接的所有限制。为了保持数据的完整性，IO-Link主机到设备的布线不能超过20m。此外，由于IO-Link协议每个周期只能传输多达32字节的数据，因此对于摄像机等现场设备来说是不够的，这些设备每分钟可以生成许多MB的数据。
IO-Link系统的用途广泛，以补充现有协议，支持几乎无限的控制和数据收集系统。IO-Link系统的简单性一直是推动采用IO-Link的主要原因——仅包括一个IO-Link主设备及其连接的三线或五线电缆。即插即用安装和成本效益是IO-Link的其他优点。
IO-Link联盟成员公司的努力确保了来自不同制造商的控制器、设备和执行器之间的广泛兼容性，这为特定的工程用例提供了最广泛的设备选择。
-这最初出现在欧洲控制工程网站．由CFE媒体与技术杂志副主编摩根·格林编辑，mgreen@cfemedia.com．
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