IO-link 是適用于傳感器和執(zhí)行器的開放通信標(biāo)準(zhǔn)（由 IO-link 聯(lián)盟制定）。

IO?link 是一種用于通過(guò)低成本點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接將執(zhí)行器和傳感器統(tǒng)一連接到控制級(jí)的智能概念。

作為開放式接口，IO-link 可以集成到所有標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線和自動(dòng)化系統(tǒng)中。

現(xiàn)場(chǎng)總線級(jí)別以下的 IO?link 通信標(biāo)準(zhǔn)允許進(jìn)行*錯(cuò)誤診斷和向下定位到執(zhí)行器/傳感器級(jí)別，并通過(guò)允許從應(yīng)用程序直接動(dòng)態(tài)更改參數(shù)數(shù)據(jù)促進(jìn)起動(dòng)和維護(hù)。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化提高及其整合到自動(dòng)化中作為整體現(xiàn)在允許訪問(wèn)直到低現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的數(shù)據(jù)。其結(jié)果是：工廠可用性提高，工程組態(tài)成本降低。

通過(guò) IO?link 實(shí)現(xiàn)過(guò)程透明度

高系統(tǒng)可用性和數(shù)據(jù)透明度是通過(guò)將創(chuàng)新控制技術(shù)連接至控制系統(tǒng)也必須滿足的市場(chǎng)需求。為此，需要在自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的診斷概念和的參數(shù)數(shù)據(jù)處理。

借助 IO?link 通信標(biāo)準(zhǔn)，在開關(guān)設(shè)備和控制器之間建立通信鏈路，這允許地交換數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電纜，可以輕松地將參數(shù)、過(guò)程和診斷數(shù)據(jù)以及測(cè)量值集成到設(shè)備自動(dòng)化中。例如，可用的診斷數(shù)據(jù)允許快速檢測(cè)潛在錯(cuò)誤，從而避免過(guò)長(zhǎng)的設(shè)備停機(jī)時(shí)間。

由于它們的基本功能，例如：過(guò)載保護(hù)（用于 IO?link 的 SIRIUS 3RB24 固態(tài)過(guò)載繼電器），許多控制都有測(cè)量值。通過(guò) IO?link 實(shí)現(xiàn)的可用性目前允許在早期階段得出與應(yīng)用中的磨損相關(guān)的結(jié)論。

與此同時(shí)，通過(guò) IO?link 進(jìn)行參數(shù)化的選項(xiàng)不僅在更改與運(yùn)行時(shí)間相關(guān)的參數(shù)時(shí)支持該設(shè)備，而且在更換設(shè)備時(shí)支持該設(shè)備。例如，若為備件，可以通過(guò)通信系統(tǒng)將參數(shù)快速地傳輸?shù)叫略O(shè)備。

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IO-link 產(chǎn)品系列

為了進(jìn)行通信，系統(tǒng)安裝具有以下主要部件：

• 一個(gè) IO-link 主機(jī)

• 一個(gè)或多個(gè) IO-link 設(shè)備，如傳感器（例如，RFID 系統(tǒng)）、執(zhí)行器或兩者的組合

• 標(biāo)準(zhǔn) 3 線制傳感器/執(zhí)行器電纜

含有系統(tǒng)組件的配置的示例

IO-link 的兼容性

IO-link 按如下保證 IO-link 模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊之間的兼容性：

• IO-link 傳感器可在 IO-link 模塊（主站）和標(biāo)準(zhǔn)輸入模塊上運(yùn)行。

• IO-link 傳感器/執(zhí)行器以及當(dāng)今的標(biāo)準(zhǔn)傳感器/執(zhí)行器都可用于 IO-link 主站。

• 如果在 IO-link 系統(tǒng)中使用傳統(tǒng)的組件，則此處只可使用標(biāo)準(zhǔn)功能。

模擬量信號(hào)

IO-link 技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，已在 IO-link 傳感器自身中對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行了數(shù)字化并通過(guò) IO-link 通信以數(shù)字方式傳輸。因此，可防止發(fā)生故障，無(wú)需額外的電纜屏蔽費(fèi)用。

通過(guò) IO-link 輸入模塊增強(qiáng)

憑借 IO-link 的兼容性，還可連接標(biāo)準(zhǔn)傳感器/執(zhí)行器，即，也可以將傳統(tǒng)的傳感器/執(zhí)行器連接到 IO-link。使用 IO-link 輸入模塊更為經(jīng)濟(jì)，可以通過(guò)一條電纜將多個(gè)傳感器同時(shí)連接到控制器。

過(guò)載繼電器

起動(dòng)器組合裝置，例如，包括一個(gè)或多個(gè) SIRIUS 3RT 接觸器和一個(gè) 3RB24 電子式過(guò)載繼電器及其 3RB29 電流測(cè)量模塊。

帶 IO-link 的 3RB24 過(guò)載繼電器基本上用于為負(fù)載提供與電流相關(guān)的保護(hù)，防止負(fù)載因過(guò)載、相不對(duì)稱或相故障而產(chǎn)生不允許的高溫升。

因此，可以通過(guò) IO-link 將直接起動(dòng)器連接到控制系統(tǒng)而不需要大量接線，如圖所示。所連接的接觸器的遠(yuǎn)程控制、當(dāng)前值的傳輸以及即時(shí)遠(yuǎn)程故障診斷僅僅是可用這種設(shè)備實(shí)現(xiàn)的大量功能中的幾個(gè)例子。

也可以使用可選的手持設(shè)備，通過(guò) IO?link 直接在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置編址。

將具有 IO-link 功能的過(guò)載繼電器連接到 SIMATIC S7-1200 控制器

負(fù)載饋電器和電機(jī)起動(dòng)器

通過(guò) IO-link，不僅可控制傳感器，而且可控制負(fù)載饋電器和電機(jī)起動(dòng)器等執(zhí)行器。

能夠以常規(guī)方式將負(fù)載饋電器或電機(jī)起動(dòng)器連接到 IO-link

監(jiān)控繼電器

通過(guò)使用帶 IO-link 的監(jiān)控繼電器，現(xiàn)在可將已在設(shè)備中記錄和分析的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到控制器。這樣就可避免使用重復(fù)的傳感器。

可以連接常規(guī) 3UG46 監(jiān)控繼電器（與 3UG48 相比）

可以針對(duì) IO-link 連接 3UG48 監(jiān)控繼電器

無(wú)線通信

使用上游 IWLAN 客戶機(jī)模塊（如 SCALANCE W722-1 RJ45），可以通過(guò)分布式 I/O 將 IO-link 集成到 PROFINET 網(wǎng)絡(luò)中?？赡艿挠猛景ǎ禾娲壮龉收系耐湘溁蚴占鞑季€技術(shù)。

各種 IO-link 設(shè)備所提供的具體診斷功能提供了生產(chǎn)過(guò)程的更高透明度。與設(shè)備的參數(shù)數(shù)據(jù)一樣，可使用 SIMATIC 提供的方法來(lái)遠(yuǎn)程分析這些診斷數(shù)據(jù)。這樣就可實(shí)現(xiàn)直至現(xiàn)場(chǎng)低層級(jí)的遠(yuǎn)程維護(hù)。

工業(yè)以太網(wǎng)和 IO-link 組件之間的無(wú)線通信

IO-link 規(guī)范的原則

根據(jù) IO-link 規(guī)范，通信功能如下：

• 通信是通過(guò)長(zhǎng)度不超過(guò) 20 m 的無(wú)屏蔽三線電纜進(jìn)行的，電纜種類是通常用于標(biāo)準(zhǔn)傳感器的電纜。

• 通過(guò)所謂 C/Q 電纜進(jìn)行 0-24 V 范圍的數(shù)字化通信

• 傳輸大多數(shù)值是來(lái)自包含這些單元的傳感器的測(cè)量值。

• 傳感器和執(zhí)行器由 IO 設(shè)備描述 (IODD) 來(lái)描述。

• 原則上，只能將一個(gè) IO-link 設(shè)備連接到主站的 IO-link 端口（點(diǎn)到點(diǎn)連接）。

• IO-link 主站與各設(shè)備之間的傳輸速率如下：

• 通過(guò) COM1：4 800 Bd

• 通過(guò) COM2：38 400 Bd

• 通過(guò) COM3：230 400 Bd

• 在 38400 Bd 傳輸速率下，讀/寫 16 個(gè)數(shù)據(jù)位的平均循環(huán)時(shí)間為 2 ms。

IO-link 協(xié)議

IO-link 協(xié)議支持標(biāo)準(zhǔn) IO 模式 (SIO) 和 IO-link 通信模式 (COM)。

協(xié)議及其報(bào)文幀的設(shè)計(jì)取決于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型。

數(shù)據(jù)類型

IO-link 規(guī)范區(qū)分了以下數(shù)據(jù)類型：

過(guò)程數(shù)據(jù)

設(shè)備的過(guò)程數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)幀中循環(huán)傳輸，過(guò)程數(shù)據(jù)寬度由設(shè)備來(lái)定義。每個(gè)設(shè)備的過(guò)程數(shù)據(jù)可以是 0 - 32 字節(jié)（輸入和輸出）。傳輸一致性的寬度不固定，因此取決于主站。

值狀態(tài)

每個(gè)端口都具有值狀態(tài) (Port)。值狀態(tài)顯示出過(guò)程值是否有效。值狀態(tài)可與過(guò)程數(shù)據(jù)一起循環(huán)傳輸。

設(shè)備數(shù)據(jù)

設(shè)備數(shù)據(jù)可以是參數(shù)、標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)和診斷信息。設(shè)備數(shù)據(jù)替換是非循環(huán)的，在響應(yīng)來(lái)自 IO-link 主站的查詢時(shí)進(jìn)行?？梢詫⒃O(shè)備數(shù)據(jù)寫入設(shè)備 (Write) 并從設(shè)備讀取設(shè)備數(shù)據(jù) (Read)。

事件

發(fā)生事件時(shí)，設(shè)備向主站發(fā)出事件發(fā)生的信號(hào)。主站隨后讀出該事件。事件可以是故障消息（如短路）和警告/維護(hù)數(shù)據(jù)（如污染、過(guò)熱）。故障消息通過(guò) IO?link 主站從設(shè)備傳輸至控制器或 HMI。IO?link 主站也可以傳輸事件和狀態(tài)。例如，事件包括斷線或通信故障。

設(shè)備參數(shù)或事件的傳輸獨(dú)立于過(guò)程數(shù)據(jù)的循環(huán)傳輸進(jìn)行。各傳輸不會(huì)相互影響或削弱。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

從規(guī)范 V1.1 起，可為 IO-link 生成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案。在這種方案中，IO-link 設(shè)備在上層參數(shù)服務(wù)器上啟動(dòng)其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。在更換設(shè)備的情況下，參數(shù)服務(wù)器可以還原初始參數(shù)設(shè)置。因此，無(wú)需重新參數(shù)設(shè)置即可更換設(shè)備。

IO-link 主站包含參數(shù)服務(wù)器。也可在 PLC 中或在系統(tǒng)服務(wù)器中集中實(shí)現(xiàn)參數(shù)服務(wù)器。在此情況下，必須通過(guò)提供的功能塊將數(shù)據(jù)下載到控制系統(tǒng)。

一個(gè) IO-link 主機(jī)

IO-link 主站是與上位控制系統(tǒng)的接口。IO-link 主站本身在現(xiàn)場(chǎng)總線上顯示為普通現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)相關(guān)設(shè)備描述（如 GSD 文件）集成到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具中。

IO 設(shè)備描述 (IODD)

IO-link 設(shè)備描述 (IODD) 為直至 IO-link 設(shè)備的系統(tǒng)特性進(jìn)行全面而透明的描述。

IODD 包含有關(guān)通信特性、設(shè)備參數(shù)、標(biāo)識(shí)、過(guò)程和診斷數(shù)據(jù)的信息，它由廠商來(lái)提供。IODD 的設(shè)計(jì)對(duì)于所有廠商的所有設(shè)備是相同的，總是由 IODD 解釋工具以相同方式來(lái)表示。這樣即可確保無(wú)論廠商是誰(shuí)，所有 IO-link 設(shè)備的處理方式相同。

IO-link 規(guī)范 V1.1 中的新增功能

IO-link 規(guī)范的當(dāng)前版本是 V1.1，目前已按照 IEC 61131?9 實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。