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

現(xiàn)在工業(yè)自動化現(xiàn)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(yè)4.0智能制造時代下的工業(yè)控制與通信、工業(yè)數字化與工業(yè)互聯(lián)網的創(chuàng)新應用不斷落地。

從老式傳感到I/O-Link智能傳感

工業(yè)場景中，傳統(tǒng)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(tǒng)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(yè)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(yè)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(tǒng)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(fā)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(yè)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(yè)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(yōu)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(xiàn)有的工業(yè)傳感器系統(tǒng)中。進而與網關功能相結合，系統(tǒng)即可成為現(xiàn)場總線I/O節(jié)點。

I/O-Link打通底層現(xiàn)場設備通信的“最后一公里”

工業(yè)自動化市場的需求選擇了I/O-Link，I/O-Link也的確給工業(yè)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(yè)現(xiàn)場環(huán)境，被譽為打通了底層現(xiàn)場設備通信的“最后一公里”。

在工業(yè)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(yè)通信協(xié)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(yè)互聯(lián)的大門，但是它最基礎的能力是獨立于現(xiàn)場總線不受其影響打通底層現(xiàn)場設備的通信困擾。

具體來看，系統(tǒng)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(jié)省了大量現(xiàn)場工作時間，是極具成本效益的。

I/O-Link還允許持續(xù)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(yè)務很有幫助。

當然I/O-Link最重要的還是打通了工業(yè)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(yè)環(huán)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(tài)問題。

小結

隨著工業(yè)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(yè)控制系統(tǒng)上需要更多的I/O接口，I/O Link將在其中不斷發(fā)揮其優(yōu)勢，助力工業(yè)通信。