I/O-Link打通工业底层现场设备通信的“最后一公里”

电子发烧友网报道（文/李宁远）I/O-Link是一种标准化协议，用于调节工业系统中的传感器并与控制器进行交互，被誉为通向各种执行器和传感器的最后一环。
 
现在工业自动化现场的各种测量传感器都需要具备足够的灵活性，能够简单快捷地对传感器参数进行修改，能够与其他传感器互连混合运行，这都需要灵活的通信接口技术支持，I/O-LINK正在助力工业4.0智能制造时代下的工业控制与通信、工业数字化与工业互联网的创新应用不断落地。
 
从老式传感到I/O-Link智能传感
 
工业场景中，传统的典型的传感器流程由模拟传感元件获取传感信息，经过模数/数模等一系列转换后，将数据传给PLC，PLC再对传感数据进行模数转换。传统的数据通常都是以模拟格式传输到主设备或控制器，并且从设备单向传输到主设备。
 
可以很明显地看到，此间有多个模数、数模转换的步骤，这既增加了流程复杂度，增加了数据被干扰的可能，限制了功能的使用，同时这样的流程成本和空间占用都很高。随着场景需求的不断变化，工业自动化需要传感器可以将更多功能集成到流程中，解决更多问题。
 
后来工业场景引入了二进制传感器网络，并在IEC标准中做了定义。二进制传感器网络的引入解决了一些传统传感器通信的物理层上的问题，但数据仍然局限于从传感器到主机的单向通信。而且，这种架构下的传感器也必须手动校准，并不方便。
 
随着时代的发展，数据变得越来越重要，数据可以在工厂智能中心被机器学习和人工智能技术加以利用，使整个工厂能够更有效地获取对设备制造过程的新见解，并提供实时性业务。为了应对工厂数字化转型需求，I/O-Link链路开始引领工业自动化的转型。
 
I/O-Link传感器架构保留了二进制传感器架构能提供的所有优点，并添加了双向数据传输，传感器不再局限于向上位传送数据，还能接收主机的信息。I/O-Link链路主控提供二进制传感器数字输入、数字输出和I/O-Link链路通信。这种灵活性也让I/O-Link能够轻松加入到现有的工业传感器系统中。进而与网关功能相结合，系统即可成为现场总线I/O节点。
 
I/O-Link打通底层现场设备通信的“最后一公里”
 
工业自动化市场的需求选择了I/O-Link，I/O-Link也的确给工业自动化提供了强大的助力，I/O-Link越来越广泛地被使用到工业现场环境，被誉为打通了底层现场设备通信的“最后一公里”。
 
在工业传感网络架构中，I/O-Link位处于整个架构中的最底层，不与任何其他工业通信协议冲突，是一种专为传感网络而生的通信技术，I/O-Link通过与控制层连接打开工业互联的大门，但是它最基础的能力是独立于现场总线不受其影响打通底层现场设备的通信困扰。
 
具体来看，系统中的I/O-Link链路功能减少了维护所需的时间并增加了正常运行时间，这些传感器设备可以通过从控制器下载的参数设置进行及时配置。机器停机不再需要重新配置设备。这节省了大量现场工作时间，是极具成本效益的。
 
I/O-Link还允许持续诊断并改进数据记录和错误检测。这对于整个工厂能够更有效地获取对设备制造过程的新见解，并提供实时性业务很有帮助。
 
当然I/O-Link最重要的还是打通了工业通信底层架构，带来了灵活的传感配置、可靠的数字信号通讯，以及拓展性更强的双向通讯能力。I/O-Link分组传输的方式在PLC和底层传感之间分配了多个子站，子站对传感数据进行整合再向上传输，越往上通讯布线越简洁。
 
此外工业环境有时恶劣，需要一些特殊防护以确保I/O-Link设备和集群可以在这些条件下运行。I/O-Link在这方面设定了最低EMC/电磁兼容性性能要求，确保I/O-Link设备能够承受一些常见的瞬态问题。
 
小结
 
随着工业自动化升级，部署的传感器数量仍在不断增加，更多传感器和更多端口也让工业控制系统上需要更多的I/O接口，I/O Link将在其中不断发挥其优势，助力工业通信。