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目前有许多技术可以促进这种转型，使工作环境变得更安全，网络安全性和覆盖率更高，提高能源利用率，这些是新工厂概念的热点趋势，将其变为现实需要巨大的投入，其中包括旧设备智能升级改造工程（例如，使用新的变频解决方案改造旧电机，最大限度地提高能效）。

 

在工业现代化改造方面，IO-Link技术在所有的基于传感器的工厂级应用中占有显著的地位，该技术的优势是能够让普通工业传感器（即生产线中的接近传感器或压力传感器）实现智能化，热插拔连接，更换简便，支持多跳网络和预测性维护系统。

 

IO-Link联盟的成员包括欧洲最大的传感器和执行器制造商以及可编程逻辑控制器（PLC）厂商，随着来自世界各地的新公司加盟，联盟的排名每月都在上升，并且该组织的所有新成员都看到了加盟这项计划的好处。

 

作为联盟的创办者??之一，意法半导体提供IO-Link主站收发器L6360和设备收发器L6362A（在IO-Link术语中称为IO设备）。

 

图1 –典型的工业网络

 

IO-Link是什么?

 

IO-Link是首个连接工业网络底层传感器及执行器的标准化通信协议，遵从IEC 61131-9国际标准，可编程控制器和相关外围设备是该标准的基本内容。该技术本身的概念是，传感器或执行器与主控制器（即PLC）交换通信数据（诊断和配置信息），同时确保向下兼容工业IO?？?。

 

IO-Link位于工业网络体系架构的底层：PLC控制器(或工业网关)与位于网络架构高层的工业现场总线相连，可以远程传输工业网络高层的数据信息。

 

IO-Link通信协议是什么？

 

IO-Link是能够驱动工厂自动化环境中的数字传感器及执行器（标准IO设备）的点对点（半双工）数字通信协议。协议具有简单易用和即插即用的特点，以防故障传感器更换或向下兼容问题。因此，这是一个简单的串行通信协议，只需3根线，无需专用连接器及电缆：IO-Link使用传统的M5、M8或M12规格的标准工业连接器，可以连接最常见的任何工业传感器。从安装工作量和成本角度看，IO-Link技术对工业网络升级的影响很小。实际上，甚至可以继续使用以前的布线基础设施安装IO-Link设备。

 

关于协议栈：按照最新的标准定义，IO-Link主站和设备收发器必须支持三种通信速度(COM1: 4.8 kbit/s、COM2: 38.4 kbit/s、COM3: 230.4 kbit/s)，并且主站收发器具有模拟和数字（8位、12位或16位）两种通信模式。在COM3通信模式下，主站与设备之间传送一个典型的数据帧是2个字节，周期是400μs。

 

为什么可以即插即用？

 

即插即用的实现方式是将所有参数都存储在主站，这样，在更换传感器时，即使是热插拔，传感器（在更好的情况下，是智能传感器，即设备）也会接收到设备配置所需的全部信息。主站存储的文件通常为.xml格式，包含有关传感器的所有信息（即型号、制造商、功能等），这个文件被称为IODD（IO-Link设备描述符）。一个传感器或执行器对应一个IODD。

 

ST的IO-Link 芯片和解决方案

 

意法半导体的L6360和L6362A两款芯片可实现IO-Link主站和设备解决方案，产品特性包括应用范围广，宽输入电压，高输出电流，低耗散功率，高可靠性。

 

图2 –主站芯片与设备芯片之间的典型连接

 

L6360是一个兼容PHY2（3线）的单片IO-Link主站端口，支持COM1、COM2和COM3三种模式，还支持标准IO（SIO）设备。L6360的灵活性极高，输出级C/Q0输出引脚可配置为（高边、低边或推挽）。L6360通过标准I2C接口与微控制器（运行协议栈的微控制器）通信，然后将通过USART（IN C/Q0引脚）接收的主微控制器数据发送到PHY2（C/Q0引脚），或者将从物理层接收到的数据发送到USART（OUT C/QI引脚）。

 

框图和关键功能如下图所示。

 

图3 – L6360主站芯片框图

 

L6360的主要功能特性

 

● 电源电压18 V-32.5 V

● 可配置输出级：高端、低端或推挽式（<2Ω）

● 高边驱动器L +引脚?；さ缌鞲叽?00 mA

● 支持COM1、COM2和COM3模式

● IEC61131-2 type 1附加输入

● 通过限流和设置截止电流实现短路和过流输出?；?/div>