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無需更換/拆除設(shè)備，這個直接將智能帶入邊緣的技術(shù)是？

發(fā)布時間：2023-08-02 來源：亞德諾半導(dǎo)體 責(zé)任編輯：lina

【導(dǎo)讀】IO-Link是一種標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)(IEC 61131-9)，獨立于現(xiàn)場總線、開放式的點到點的通信，是適用于工業(yè)控制中最底層的設(shè)備（如簡單的傳感器/執(zhí)行器）的工業(yè)通訊接口，使得設(shè)備可以集成到幾乎任何現(xiàn)場總線或者是自動化系統(tǒng)中。


生產(chǎn)不同產(chǎn)品必須建立新的產(chǎn)線？


傳感器信號傳輸存在數(shù)據(jù)隔離的瓶頸？
手動改傳感器配置就可能導(dǎo)致產(chǎn)線停產(chǎn)？
....
這些傳統(tǒng)工業(yè)自動化的痛點在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型不斷深化的今天來看異常顯著。為了克服此類挑戰(zhàn)，IO-Link技術(shù)應(yīng)運而生，它的出現(xiàn)為傳感器和執(zhí)行器提供高速、雙向的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信，給工廠車間帶來優(yōu)秀的靈活性和可配置性，也將智能帶入了邊緣。



無需更換/拆除設(shè)備，這個直接將智能帶入邊緣的技術(shù)是？

IO-Link是什么？

IO-Link是一種標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)(IEC 61131-9)，獨立于現(xiàn)場總線、開放式的點到點的通信，是適用于工業(yè)控制中最底層的設(shè)備（如簡單的傳感器/執(zhí)行器）的工業(yè)通訊接口，使得設(shè)備可以集成到幾乎任何現(xiàn)場總線或者是自動化系統(tǒng)中。


無需更換/拆除設(shè)備，這個直接將智能帶入邊緣的技術(shù)是？

IO-Link系統(tǒng)


IO-Link系統(tǒng)由許多IO-Link從站設(shè)備（具有IO-Link協(xié)議的傳感器/執(zhí)行器，具有IO-Link 協(xié)議的集線器與普通的傳感器/執(zhí)行器組合），通過標(biāo)準(zhǔn)電纜，連接到IO-Link主站組成。其能夠?qū)鹘y(tǒng)的二進制或模擬傳感器變成智能傳感器，不再只是收集數(shù)據(jù)，還允許用戶根據(jù)獲取的有關(guān)線上其他傳感器的健康和狀態(tài)的實時反饋，以及需要執(zhí)行的操作，在遠(yuǎn)程更改其設(shè)置。IO-Link技術(shù)通過一個通用物理接口，使傳感器變得可以互換，該接口使用協(xié)議棧和IO器件描述(IODD)文件來實現(xiàn)可配置的傳感器端口。它切實做到即插即用，并且能夠?qū)崟r重新配置參數(shù)。


可以說IO-Link是推動制造業(yè)改革的核心，能夠提供持續(xù)診斷，幫助實現(xiàn)靈活制造，從而改善工廠吞吐量，提高運營效率。據(jù)相關(guān)組織預(yù)測，目前行業(yè)使用支持IO-Link標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)點已超過2.7億個，而這個數(shù)字仍在不斷攀升。


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IO-Link nodes增長趨勢


IO-Link的三大優(yōu)勢

將智能帶入邊緣


無需更換/拆除設(shè)備，這個直接將智能帶入邊緣的技術(shù)是？


IO-Link在工廠車間的最邊緣提供傳感器和執(zhí)行器，具有高達(dá) 230kbps 的雙向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信接口。這使他們能夠測量、監(jiān)控和影響生產(chǎn)線的每個階段。更多的邊緣決策意味著更少的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖业腜LC，從而節(jié)省時間和能源。例如，通過使用IO-Link接口中的引腳2（I/Q）作為數(shù)字輸出（DO），除了C/Q數(shù)據(jù)線外，傳感器還可以讀取來自二進制傳感器的輸入信號，同時驅(qū)動LED以標(biāo)記已超過閾值，而無需用戶輸入即可做出此決定。


簡化安裝過程


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IO-Link使用標(biāo)準(zhǔn)化接口，用工業(yè)環(huán)境中常用的方便的 M12 連接器取代傳統(tǒng)的模擬、二進制和串行接口。此外，升級設(shè)施以使用 IO-Link 的成本很低，因為它使用標(biāo)準(zhǔn)的非屏蔽布線安裝。IO-Link 還向后兼容串行輸入/輸出 （SIO） 二進制信號，這意味著支持 IO-Link 的傳感器可以使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字輸入通信通道與現(xiàn)有 PLC 通信。一旦 PLC 模塊升級為與 IO-Link 主站連接，IO-Link 通道上的 C/Q 線路就可以與工廠車間的設(shè)備進行雙向通信。IO-Link與現(xiàn)場總線無關(guān)，這意味著它可以在各種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中無縫使用。


減少停機時間


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IO-Link支持實時診斷信息流，使工程師能夠在問題導(dǎo)致過程中斷之前識別并快速解決問題，并允許技術(shù)人員快速更換有故障的傳感器。自調(diào)試設(shè)備和自動參數(shù)設(shè)置是支持IO-Link的設(shè)備的一項功能，這使得這項任務(wù)更加容易。在許多情況下，技術(shù)人員不再需要訪問工廠車間，因為配置更新可以從控制室遠(yuǎn)程執(zhí)行。例如，當(dāng)生產(chǎn)線需要針對不同的產(chǎn)品進行調(diào)整時，可以實時重新配置工藝參數(shù)，最大限度地減少停機時間，并更快地恢復(fù)全面生產(chǎn)。


ADI的IO-Link特色產(chǎn)品

在智能制造升級的過程中，IO-Link技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。ADI多年深耕工業(yè)領(lǐng)域，在IO-Link技術(shù)上早早開始了投入，2009年ADI就加入IO-Link聯(lián)盟，至今已經(jīng)擁有非常完整的IO-Link產(chǎn)品系列。其中IO-Link主機和器件收發(fā)器產(chǎn)品系列提供強大靈活的方法，由PLC提供智能改為由廠區(qū)的傳感器提供，進一步優(yōu)化生產(chǎn)線并簡化整個生產(chǎn)流程。


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雙通道IO-Link主站收發(fā)器：MAX14819A


MAX14819A是一款低功耗、雙通道、IO-Link主站收發(fā)器，帶有傳 感器/執(zhí)行器電源控制器，完全符合最新的IO-Link和二 進制輸入標(biāo)準(zhǔn)與測試規(guī)范，即IEC 61131-2、IEC 61131-9 SDCI和IO-Link 1.1.3。該主站收發(fā)器還包括兩個輔助Type 1/Type 3數(shù)字輸入(DI)通 道。MAX14819A可配置為使用外部UART或IC上的集成幀處理器工作。


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雙通道250 mA IO-Link收發(fā)器：MAX14827A


MAX14827A集成了工業(yè)傳感器常見的高壓功能，包括驅(qū)動器和穩(wěn)壓 器。MAX14827A具有兩個超低功耗驅(qū)動器和有源極性反接保護功能 。額定工作電壓為普通24 V電源電壓，最高可達(dá)60 V。由 于能夠耐受高壓，因此瞬態(tài)保護得以簡化，允許使用微型TVS。 


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引腳控制、低功耗、雙通道IO-Link從站收發(fā)器：MAX14829


MAX14829雙通道低功耗IO-Link從站通過基于引腳的接口實 現(xiàn)控制、配置和監(jiān)測。引腳控制邏輯輸入允許與開關(guān)傳感器配 合使用，后者不使用微控制器。提供三線UART接口來執(zhí)行IO-Link 操作，該接口能夠連接UART。MAX14829具有100 mA至330 mA可選的 驅(qū)動電流。


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帶DC-DC轉(zhuǎn)換器和浪涌保護雙通道IO-Link從站收發(fā)器：MAX22513


MAX22513雙通道低功耗IO-Link從站收發(fā)器具有可選擇的控 制接口、內(nèi)部高效率DC-DC降壓調(diào)節(jié)器、兩個內(nèi)部線性穩(wěn)壓器和 集成浪涌保護以實現(xiàn)可靠通信。該器件具有低導(dǎo)通電阻驅(qū)動器 （C/Q和DO/DI）、可選擇的驅(qū)動器限流值和過流保護功能，可降 低小型傳感器應(yīng)用的功耗。


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具有集成保護功能的IO-Link收發(fā)器：MAX22515


MAX22515低功耗工業(yè)收發(fā)器在工業(yè)應(yīng)用中既可用作IOLink從站，也可用作非IO-Link傳感器收發(fā)器。MAX22515采用可選的 控制接口（引腳模式或I 2 C）、兩個集成式線性穩(wěn)壓器和集成式 浪涌保護，實現(xiàn)可靠通信。該收發(fā)器包含一個C/Q輸入-輸出通 道和一個數(shù)字輸入(DI)通道。


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