IO-Link概述及優(yōu)勢(shì)分析

1. IO-Link的好處

作為連接傳感器/執(zhí)行器的數(shù)字接口，IO-Link系統(tǒng)具有決定性的優(yōu)勢(shì)：

根據(jù)IEC 61131-9的開放標(biāo)準(zhǔn)

- 在所有常用的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)中，設(shè)備可以以相同的方式集成。

工具支持的參數(shù)分配和中央數(shù)據(jù)管理

- 快速配置與調(diào)試

- 輕松創(chuàng)建最新的設(shè)備文檔，包括傳感器/執(zhí)行器

簡(jiǎn)單，標(biāo)準(zhǔn)化的接線和顯著減少的傳感器/執(zhí)行器接口種類

- 傳感器和執(zhí)行器的標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一接口，無(wú)論其復(fù)雜程度如何（切換，測(cè)量，多通道二進(jìn)制，混合信號(hào)等）

- 減少變化和庫(kù)存

- 快速調(diào)試

- 空間需求減少

- IO-Link主站上非IO-Link的傳感器/執(zhí)行器和IO-Link設(shè)備可任意組合

傳感器/執(zhí)行器和控制器之間的連續(xù)通信

- 訪問所有過程數(shù)據(jù)，診斷數(shù)據(jù)和設(shè)備信息

- 訪問特定于設(shè)備的數(shù)據(jù)

- 支持遠(yuǎn)程診斷

下至傳感器/執(zhí)行器級(jí)的連續(xù)的診斷信息

- 減少故障排除工作量

- 最小化失效風(fēng)險(xiǎn)

- 預(yù)防性維護(hù)以及維護(hù)與維護(hù)計(jì)劃的優(yōu)化

通過HMI上的控制器或操作員動(dòng)態(tài)更改傳感器/執(zhí)行器參數(shù)

- 減少產(chǎn)品更換的停機(jī)時(shí)間

- 增加了機(jī)器的產(chǎn)品多樣性

運(yùn)行期間設(shè)備更換過程中的參數(shù)自動(dòng)重新分配

- 最小化停機(jī)時(shí)間

- 未經(jīng)培訓(xùn)的人員可更換設(shè)備，且無(wú)需額外工具

- 防止錯(cuò)誤設(shè)置

集成設(shè)備標(biāo)識(shí)

- 標(biāo)識(shí)嵌入式設(shè)備

- 在設(shè)備更換的情況下確保制造結(jié)果的質(zhì)量和生產(chǎn)

2. 系統(tǒng)概述

2.1 IO-Link概述

組成

IO-Link系統(tǒng)包含以下基本部分：

IO-Link主站

IO-Link設(shè)備（例如傳感器，RFID讀取器，閥門，電機(jī)啟動(dòng)器，I/O模塊）

非屏蔽3芯或5芯標(biāo)準(zhǔn)電纜

用于配置和分配IO-Link參數(shù)的工程工具

圖1顯示了一個(gè)具有IO-Link的系統(tǒng)架構(gòu)的示例。

圖1：具有IO-Link的系統(tǒng)架構(gòu)示例

IO-Link主站建立IO-Link設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)之間的連接。作為I/O系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，IO-Link主站要么安裝在控制柜中，要么作為遠(yuǎn)程I/O直接安裝在現(xiàn)場(chǎng)，此時(shí)其封裝等級(jí)為IP65/67。IO-Link主站通過各種現(xiàn)場(chǎng)總線或特定于產(chǎn)品的背板總線進(jìn)行通信。IO-Link主站可以有多個(gè)IO-Link端口（通道）。IO-Link設(shè)備可以連接到每個(gè)端口（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信）。因此，IO-Link是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，而不是現(xiàn)場(chǎng)總線。

工程

IO-Link系統(tǒng)的工程與整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的工程并行執(zhí)行，可以嵌入到該工程中并與之相互作用。

2.2 IO-Link接口

IO-Link是一種串行，雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，用于在任一網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)總線或背板總線下的信號(hào)傳輸和能量供應(yīng)。

IP65/67中的連接技術(shù)

對(duì)于IP65/67中的連接技術(shù)，已經(jīng)明確的一種可行方案是M12插頭連接器，其中傳感器通常具有4針插頭，執(zhí)行器具有5針插頭。IO-Link主站通常有一個(gè)5針M12插座。

引腳分配根據(jù)IEC 60974-5-2規(guī)定如下：

引腳1：24 V

引腳3：0 V

引腳4：開關(guān)和通信線（C/Q）

除IO-Link通信外，這三個(gè)引腳還用于為設(shè)備提供至少200 mA的電流（見圖2）。

圖2：IO-Link設(shè)備的引腳分配

IP65/67中的端口類型

該規(guī)范區(qū)分了IO-Link主站的兩種類型的端口：

端口A類（A型）

在這種類型中，未指定引腳2和5的功能。制造商定義了這些功能。引腳2通常被分配一個(gè)附加的數(shù)字通道。

圖3：A類端口引腳分配

端口B類（B型）

這種類型提供額外的電源電壓，并且適合于電力需量增加的設(shè)備的連接。在這種情況下，引腳2和5用于提供額外的（電氣隔離）電源電壓。為了使用這個(gè)附加電源電壓，需要一個(gè)5芯標(biāo)準(zhǔn)電纜。

圖4：B類端口引腳分配

連接電纜

設(shè)備通過非屏蔽3引腳或5引腳標(biāo)準(zhǔn)電纜連接到主設(shè)備，電纜長(zhǎng)度最長(zhǎng)為20 m，橫截面》 = 0.34 mm2。屏蔽不是必需的。同樣，鋪設(shè)電纜時(shí)也不必遵循規(guī)范的準(zhǔn)則。