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。