IO-Link协议概述

“传统工业自动化控制系统”的瓶颈

在以往传统的工业自动化控制系统中,传感器信号都是通过远程I/O或者扩展I/O,经过转换之后,才给到控制器,所以控制器没有直接访问到底层的传感器数据,实际上只访问到远程I/O或者扩展I/O,此时即使底层传感器有很多的数据信息,控制器也只能够获取到测量值,没有办法获取到传感器的参数、诊断以及更多的信息,所以无法实现传感器更多的功能, 使得传感器的潜力受到了束缚。因此,传统的信号传输方式有数据隔离的瓶颈。

除此之外,用户想要去维护或者修改传感器/执行器的参数时,一般需要操作人员到现场去对设备进行检查、维护或者设定,这种方法费时又费力。尤其是在今年新冠状病毒疫情影响下,更突显出了传统方法的维护与参数配置设置的痛点。

使用带有IO-Link技术的设备,将IO-Link这项技术引入到控制系统中,控制层能够访问传感器/执行器的诊断、过程值、参数等等数据信息,解决了控制层和传感器层的信息隔离, 使得传感器的多种数据都能被获取,释放出传感器的巨大潜力。并且,传输过程是双向的, 控制器可以向远程I/O的传感器/执行器直接进行参数配置。因此,远程就可以掌握设备情况, 对设备进行监控和修改设定参数。尽管是设备出现故障导致需要更换设备重新设置参数时, 也只需要更换设备,相应的参数信息会进行自动下载,无需进行手动设置。

那么IO-Link是什么?

 IO-Link是一种独立于现场总线、开放式的点到点的通信,是适用于工业控制中最底层的设备(如简单的传感器/执行器)的工业通讯接口,使得设备可以集成到几乎任何现场总线或者是自动化系统中。

1.IO-Link系统组成及体系结构

    IO-Link系统由许多IO-Link从站设备(具有IO-Link协议的传感器/执行器,具有IO-Link 协议的集线器与普通的传感器/执行器组合),通过标准电缆,连接到IO-Link主站组成。系统的体系结构如下图所示。

2.IO-Link的优势 

    IO-Link接口技术消除了传统工业自动化控制的瓶颈,具有以下优势

(1)抗干扰能力强。传统的数据传输,传感器与控制器之间的传递信号类型是模拟量, 而IO-Link采用的是全数字化传输,所以抗干扰能力强。

(2)无讯号损失。传统的数据传输过程,需要经过数模-模数转换,而IO-Link是全数 字化传输,没有数据类型转换,因此没有精度损失。

(3)简化布线网络。IO-Link简化了电路连接,只需要一根标准电缆,这大大减小了布线布局的难度,使得布线网络更加简单。

(4)易于更换。IO-Link使系统拥有参数自动配置功能,当更换同款传感器/执行器时, 会自动将参数配置到新的传感器/执行器中。

(5)操作方便。使用了IO-Link技术后,系统具有远程配置功能,将传统的现场操作配置按键去掉,换成了远程操作。

(6)断线监控。IO-Link使数字量的点对点连接具有对话能力,即系统具有更大的数据交换能力,所以系统具有诊断的能力,当出现断线的时候,会进行报警。

(7)智能设备。IO-Link技术的加入,使传感器可以同时传输多个信号,释放传感器所有的潜能,因此设备更加智能化,让接线和工作更加轻松。

 

虹科IO-Link解决方案

 虹科提供IO-Link的主/从站源代码、半成品化的解决方案、用于开发、测试和演示的IO-Link工具,包括IO-Link设备测试工具、IO-Link设备EMC测试等工具。

 

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