工業(yè)通訊協(xié)議新寵 IO-Link

傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)級(jí)傳感器信號(hào)是通過(guò)遠(yuǎn)程I/O或擴(kuò)展I/O經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換之后才傳遞到控制器，控制器是無(wú)法直接訪問(wèn)底層傳感器數(shù)據(jù)。

實(shí)際上控制器只訪問(wèn)到遠(yuǎn)程I/O或擴(kuò)展I/O，即使底層傳感器有很多的數(shù)據(jù)信息，控制器也只能夠獲取到測(cè)量值卻沒(méi)有辦法獲取傳感器的參數(shù)、診斷以及更多的信息，無(wú)法實(shí)現(xiàn)傳感器更多的功能， 使得傳感器的潛力受到束縛。因此，傳統(tǒng)的信號(hào)傳輸方式是有數(shù)據(jù)隔離的瓶頸。

維保費(fèi)時(shí)費(fèi)力

工廠技術(shù)人員維護(hù)或修改傳感器級(jí)執(zhí)行器參數(shù)時(shí)必須下到現(xiàn)場(chǎng)，這里就彰顯出了傳統(tǒng)方法的維護(hù)與參數(shù)組態(tài)的痛點(diǎn)。如何解決傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化這一痛點(diǎn)，歐美自動(dòng)化強(qiáng)國(guó)已經(jīng)有了對(duì)策，這一技術(shù)在西方國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)，在國(guó)內(nèi)這方面有空白，但未來(lái)的前景可期。

IO-LINK技術(shù)

IO-Link是一種獨(dú)立于現(xiàn)場(chǎng)總線、開(kāi)放式的點(diǎn)到點(diǎn)的通信，適用于工業(yè)控制中最底層設(shè)備（如簡(jiǎn)單的傳感器/執(zhí)行器）工業(yè)通訊接口，使設(shè)備可以集成到幾乎任何現(xiàn)場(chǎng)總線或是自動(dòng)化系統(tǒng)中。

圖中所示的是IO-LINK整套系統(tǒng)，既有從站IO-LINK又有主站IO-LINK。

IO-LINK從站設(shè)備：帶有IO-LINK協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)儀表，例如閥門(mén)類的執(zhí)行器以及液位儀表、流量?jī)x表、壓力儀表、溫度儀表、分析儀表等檢測(cè)變送儀表，以及具有IO-Link 協(xié)議的集線器。

具有IO-LONK協(xié)議的集線器即IO-LONK主機(jī)，每個(gè)主機(jī)本身就是現(xiàn)場(chǎng)總線的站點(diǎn)或是與現(xiàn)場(chǎng)總線連接的模塊化IO系統(tǒng)的一部分，現(xiàn)場(chǎng)總線站點(diǎn)通過(guò)一個(gè)設(shè)備描述文件集成到之中。再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電纜連接到IO-Link主站即構(gòu)成了IO-Link系統(tǒng)。

此技術(shù)的應(yīng)用，傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化瓶頸將被消除，避免了技術(shù)人員在有毒有害，易燃易爆、高空等作業(yè)場(chǎng)合安全事故的發(fā)生。

IO-LINK技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是解決了后期儀器儀表維保問(wèn)題，還有傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)。

1、抗干擾能力增強(qiáng)

傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)控制器與現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)是模擬量信號(hào)，模擬量信號(hào)傳輸有個(gè)缺點(diǎn)是容易受到周圍環(huán)境的干擾，例如信號(hào)線敷設(shè)經(jīng)過(guò)強(qiáng)電設(shè)備或者是經(jīng)過(guò)強(qiáng)電設(shè)備的線槽，直接影響二次數(shù)據(jù)顯示的真實(shí)性。 而IO-Link采用的是全數(shù)字化傳輸避免了這個(gè)問(wèn)題，因此抗干擾能力相比增強(qiáng)。

2、沒(méi)有精度損失

傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化以模擬量傳輸為主體，自動(dòng)化系統(tǒng)是不能直接識(shí)別模擬量信號(hào)的，因此涉及到模擬量—數(shù)字量轉(zhuǎn)化或數(shù)字量—模擬量的轉(zhuǎn)化（A/D、D/A），這里有數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，必定有精度損失，而IO-Link是全數(shù)字化傳輸，直接滿足自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的要求，因此沒(méi)有數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換也就沒(méi)有精度損失一說(shuō)。

3、線路敷設(shè)簡(jiǎn)單化

傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，一套大型的自動(dòng)化系統(tǒng)有幾千個(gè)IO點(diǎn)接入機(jī)柜，其中信號(hào)線的用量可想而知，這不僅僅是耗時(shí)費(fèi)力的事，也是相當(dāng)大的成本投入。有了IO-LINK技術(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)，只要有一根標(biāo)準(zhǔn)電纜就能解決了復(fù)雜的線路布局。

4、參數(shù)組態(tài)便捷化

IO-LINK技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化，傳統(tǒng)的儀表參數(shù)組態(tài)方式將會(huì)被弱化，因?yàn)樵摷夹g(shù)支持遠(yuǎn)程儀表參數(shù)組態(tài)，一切遠(yuǎn)程操作即可完成目標(biāo)任務(wù)。

5、故障診斷功能

IO-Link協(xié)議是采用數(shù)字量的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，其具有對(duì)話能力，即IO-LINK系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)交換能力，固然具有強(qiáng)大的診斷能力？例如出現(xiàn)斷線故障，系統(tǒng)會(huì)立刻“發(fā)覺(jué)"并立馬發(fā)出報(bào)警，警示操作室的操作人員。

6、現(xiàn)場(chǎng)儀表的功能將被*挖掘

現(xiàn)場(chǎng)儀表采用IO-LINK技術(shù)，儀表（傳感器、執(zhí)行器）可同時(shí)傳輸多個(gè)信號(hào)且釋放傳所有的潛能，讓儀表更加智能化，使得技術(shù)人員的接線工作也便捷化。

除此之外，還有個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，就是IODD的“輔助"。

IODD是IO-link Device Description的縮寫(xiě)。使用 IO — Link 協(xié)議, IO — Link 設(shè)備提供了對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)和設(shè)備功能變量的訪問(wèn)。某些變量已經(jīng)定義,比如,用于識(shí)別目的的變量，制造商必須在定義的索引區(qū)創(chuàng)建設(shè)備變量，所有這些信息都在 IODD 中描述。

 IODD 和解釋工具

 IODD 包含通信屬性、設(shè)備參數(shù)、識(shí)別、過(guò)程和診斷數(shù)據(jù)等信息，它還包含設(shè)備的外形圖和制造商的標(biāo)識(shí)，所有制造商的所有設(shè)備的 IODD 結(jié)構(gòu)是相同的,使用 IODD 解釋器工具所展示的是相同的形式。

因此,推薦用戶使用第三廠家的解釋器工具可以處理所有的 IO — Link 設(shè)備。 IODD 是作為一個(gè)包提供給用戶的,它包括一個(gè)或者多個(gè) xml 描述設(shè)備文件,和用 png 格式的圖象文件。 IODD - Standard DefinitionclOxml "文件描述了所有設(shè)備通用和強(qiáng)制屬性，這個(gè)文件必須在IODD目錄下，且在每種支持的語(yǔ)言中存儲(chǔ)一次。