IO-Link概述及优势分析

　　1. IO-Link的好处

　　作为连接传感器/执行器的数字接口，IO-Link系统具有决定性的优势：

　　根据IEC 61131-9的开放标准

　　- 在所有常用的现场总线系统和自动化系统中，设备可以以相同的方式集成。

　　工具支持的参数分配和中央数据管理

　　- 快速配置与调试

　　- 轻松创建最新的设备文档，包括传感器/执行器

　　简单，标准化的接线和显着减少的传感器/执行器接口种类

　　- 传感器和执行器的标准化统一接口，无论其复杂程度如何（切换，测量，多通道二进制，混合信号等）

　　- 减少变化和库存

　　- 快速调试

　　- 空间需求减少

　　- IO-Link主站上非IO-Link的传感器/执行器和IO-Link设备可任意组合

　　传感器/执行器和控制器之间的连续通信

　　- 访问所有过程数据，诊断数据和设备信息

　　- 访问特定于设备的数据

　　- 支持远程诊断

　　下至传感器/执行器级的连续的诊断信息

　　- 减少故障排除工作量

　　- 最小化失效风险

　　- 预防性维护以及维护与维护计划的优化

　　通过HMI上的控制器或操作员动态更改传感器/执行器参数

　　- 减少产品更换的停机时间

　　- 增加了机器的产品多样性

　　运行期间设备更换过程中的参数自动重新分配

　　- 最小化停机时间

　　- 未经培训的人员可更换设备，且无需额外工具

　　- 防止错误设置

　　集成设备标识

　　- 标识嵌入式设备

　　- 在设备更换的情况下确保制造结果的质量和生产

　　2. 系统概述

　　2.1 IO-Link概述

　　组成

　　IO-Link系统包含以下基本部分：

　　IO-Link主站

　　IO-Link设备（例如传感器，RFID读取器，阀门，电机启动器，I/O模块）

　　非屏蔽3芯或5芯标准电缆

　　用于配置和分配IO-Link参数的工程工具

　　图1显示了一个具有IO-Link的系统架构的示例。

 

 

　　图1：具有IO-Link的系统架构示例

　　IO-Link主站建立IO-Link设备和自动化系统之间的连接。作为I/O系统的一个组成部分，IO-Link主站要么安装在控制柜中，要么作为远程I/O直接安装在现场，此时其封装等级为IP65/67。IO-Link主站通过各种现场总线或特定于产品的背板总线进行通信。IO-Link主站可以有多个IO-Link端口（通道）。IO-Link设备可以连接到每个端口（点对点通信）。因此，IO-Link是一种点对点通信，而不是现场总线。

　　工程

　　IO-Link系统的工程与整个自动化系统的工程并行执行，可以嵌入到该工程中并与之相互作用。

　　2.2 IO-Link接口

　　IO-Link是一种串行，双向点对点连接，用于在任一网络，现场总线或背板总线下的信号传输和能量供应。

　　IP65/67中的连接技术

　　对于IP65/67中的连接技术，已经明确的一种可行方案是M12插头连接器，其中传感器通常具有4针插头，执行器具有5针插头。IO-Link主站通常有一个5针M12插座。

　　引脚分配根据IEC 60974-5-2规定如下：

　　引脚1：24 V

　　引脚3：0 V

　　引脚4：开关和通信线（C/Q）

　　除IO-Link通信外，这三个引脚还用于为设备提供至少200 mA的电流（见图2）。

 

 

　　图2：IO-Link设备的引脚分配

　　IP65/67中的端口类型

　　该规范区分了IO-Link主站的两种类型的端口：

　　端口A类（A型）

　　在这种类型中，未指定引脚2和5的功能。制造商定义了这些功能。引脚2通常被分配一个附加的数字通道。

 

 

　　图3：A类端口引脚分配

　　端口B类（B型）

　　这种类型提供额外的电源电压，并且适合于电力需量增加的设备的连接。在这种情况下，引脚2和5用于提供额外的（电气隔离）电源电压。为了使用这个附加电源电压，需要一个5芯标准电缆。

 

 

　　图4：B类端口引脚分配

　　连接电缆

　　设备通过非屏蔽3引脚或5引脚标准电缆连接到主设备，电缆长度最长为20 m，横截面》 = 0.34 mm2。屏蔽不是必需的。同样，铺设电缆时也不必遵循规范的准则。