IO_Link

定义

IO-Link 是一种创新型点到点通信接口，适用于符合 IEC 61131-9 标准的传感器/执行器应用领域。
IO-Link 包含以下系统组件：

IO-Link 主站；
IO-Link 设备，如：
i. 传感器/执行器
ii. RFID 阅读器
iii. I/O 模块
iv. 阀
线制或 5 线制非屏蔽标准电缆；
对 IO-Link 进行组态和分配参数的工程组态工具。

IO_Link的好处

在连接传感器/执行器时，如果将 IO-Link 系统用作数字量接口，则具有以下显著优势：
● 符合 IEC 61131-9 的开放式标准
– 各种设备均采用相同方式集成在所有传统现场总线系统和自动化系统中。
● 使用一种工具即可完成参数设置和数据统一管理
– 快速组态和调试
– 轻松创建工厂最新文档（含传感器/执行器）
● 传感器/执行器采用简单统一的接线方式，且所用接口极少
– 传感器和执行器采用统一的标准接口，与自身的复杂程度无关（开关信号、测量信号、多通道信号、二进制信号、混合信号等）
– 所用类型和库存显著降低
– 快速调试
– IO-Link 设备与 IO-Link 主站上不带 IO-Link 的传感器/执行器可进行任意组合
● 传感器/执行器与 CPU 间持续通信
– 可访问所有过程数据、诊断数据和设备信息
– 可访问设备特定数据，例如能源数据
– 可执行远程诊断
● 持续诊断数据可向下传送到传感器/执行器级
– 故障排除工作量大幅降低
– 故障风险降至最低
– 采用预防性维护与优化服务和维护计划划
● 通过控制器或 HMI 操作员动态更改传感器/执行器参数
– 产品更换时的停机时间显著降低
– 显著提高了设备的多样性

IO-Link系统

IO-Link 主站在 IO-Link 设备和自动化系统间建立连接。当 IO-Link 主站作为 I/O 系统的组件时，既可安装在控制柜中，也可直接安装在现场，作为防护等级为 IP65/67 的远程I/O。
IO-Link 主站通过各种现场总线或产品特定的背板总线进行数据通信。IO-Link 主站可配有多个 IO-Link 端口（通道）。IO-Link 设备可连接各个端口（点到点通信）。

IO_Link协议

IO_Link是一种点对点的串行数字通信协议，它的目的是在传感器执行器（PLC）之间进行周期性的数据交换。
IO-Link 主站在IO_Link设备和PLC之间传递数据。它通常是一种分布式IO模式，模块上有IO_Link的连接通道。IO_Link设备通过线缆连接到IO_Link主站的通道上，IO_Link主站通过总线与PLC进行数据交换。
每一个IO-Link设备都要连接到IO-Link主站的一个通道上，因此IO-Link是一种点对点的通信协议，而不是一种总线协议。

IO_Link接口

IO-Link设备分为传感器和执行器两种：传感器具有一个 4 引脚连接器，执行器具有一个 5 引脚连接器。IO-Link 主站通常配有一个 5 引脚的 M12 插座。
符合 IEC 60974-5-2 的引脚分配按如下指定：
引脚 1：24 V
引脚 3：0 V
引脚 4：转换或通信电缆 (C/Q)
除了 IO Link 通信，这三个引脚还可连接设备电源。

IO-Link 主站规范中提供了两种类型的端口：
(一) A 类端口（类型 A）对于此类型，未分配引脚 2 和 5 的功能。由制造商定义此功能。通常，会为引脚 2 分配一个附加数字量通道。

(二) B 类端口（类型 B）此类型提供了附加电源电压，适用于连接具有较高电源需求的设备。此时，引脚 2 和 5 可连接附加（电隔离）电源电压，通过一根 5 线制标准电缆连接该附加电源电压。

IO_Link线缆连接

设备通过 3 线制或 5 线制非屏蔽标准电缆与主站相连接（最长 20 m），通过标准电缆连接传感器。安装电缆时，无需屏蔽或符合特殊规定。

IO_Link工作模式

主站 IO-Link 端口可通过下列模式工作：
IO-Link：
该端口用于进行 IO-Link 数据通信。
DI：
该端口将用作一个数字量输入。
DQ：
该端口将作为一个数字量输出。

PROFINET

PROFINET 是开放的、标准的、实时的工业以太网标准。
PROFINET 的目标是：
● 基于工业以太网建立开放式自动化以太网标准
尽管工业以太网和标准以太网组件可以一起使用，但工业以太网设备更加稳定可靠，因此更适合于工业环境（温度、抗干扰等）。
● 使用 TCP/IP 和 IT 标准
● 实现有实时要求的自动化应用
● 全集成现场总线系统

现场总线IO_Link模块

主站

工业以太网
支持多协议通讯，适用于Profnet、Ethernet/IP、EtherCAT、CC-Link IEF Basic通过DIP开关设置。

主站与PLC可多协议通讯，图中采用的为Profnet通讯，通讯距离为100米以内。
类型
包含IO_Link接口、DI、DO，可根据所需要的传感器选配接口数量。
输入区分传感器类型，PNP、NPN。
最大负载电流
最大负载电流决定了连接传感器的数量。

子站

子站接主站的IO_Link接口。
子站与主站之间连接采用的是IO_Link通讯，其通讯距离不超过20米。

输入输出
输入输出数量根据实际情况选配。
IO_Link端口
子站包含IO_Link端口。
扩展模块
扩展模块可继续扩展子站。

模拟适配器
将模拟信号转换为IO_Link信号。

其他现场总线模块（不含IO_Link协议）

类型
只可选配DI和DO
连接
模块与PLC、IO_Link主站模块、相同模块之间连接采用PROFNET协议。通讯距离在100米以内。
此模块没有子站，直接连接DI和DO传感器。

5 对比

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