在工業上，I/O廣泛使用了幾十年，近年，採用IO-Link的應用急劇增加。此外IEC 61131-9開放標準為自動化部件提供了易於使用的連線。IEC 61131-9 標準（商標名稱為 IO-Link）是一種開放標準，它定義了一個使自動化機器中常用的致動器和感測器具有連線功能的系統。據估計，未來數年內支援 IO-Link 功能的裝置的銷售額每年都會翻倍（截止 2023 年會超過 12 億美元）。隨著越來越多的 OEM 和工廠工程師發現了新購買和現有的硬體具有 IO-Link 功能並加以利用，特別是在過去幾年中，IO-Link 的使用急劇增加。
IO-Link是一個單點數字通訊介面（SDCI），用於網路小型感測器和執行器，稱為現場裝置或輔助裝置或IO-Link集線器或初級裝置，並繼續推進到自動化安裝的其餘部分。IO-Link的好處之一是它允許使用通用的無遮蔽電纜（20米長，三到五根導線束）來連線這些電路。
人們對 IO-Link 有一種普遍誤解，他們認為 IO-Link 在某種程度上會與 DeviceNet、PROFINET、CC-Link、EtherNet/IP 和 EtherCAT 展開競爭。需要明確的一點是：IO-Link 只是一種標準化 I/O 技術——其目的實際上是對當前通訊網路、背板匯流排和現場匯流排協議進行補充。在許多情況下，透過 IO-Link 實現的反饋和自動化功能是所選網路無法單獨實現的。
本文將全面解釋IO-Link1。1版新增的三個特性：
1。允許資料備份，以便工廠人員可以儲存和重用裝置引數
2。可以處理每埠32位元組的資料寬度
3。允許從IO-Link 1。1 主鏈路的資料速率達到230。4 kbaud
這是IO-Link在R。A JONES包裝機械的應用：透過更密切地監測感測器的效能和引數變化維護，並透過食譜改變引數。事實上，IO-Link正在迅速成為自動化領域與現場裝置（次級裝置）通訊的領先工業標準。
IO- link 1。1作為引數分配伺服器
IO-link元件的控制整合是透過配置軟體完成的，該軟體利用與每個IO- link元件相關的標準化IO裝置描述（IODD）檔案。
IO-Link 1。1的新特性是為網路上的其他裝置提供引數分配伺服器功能。在安裝此功能之前（以及在傳統的IO-Link安裝），需要在新的或替換現場裝置中進行交換的終端使用者必須首先配置該裝置—通常是透過將其插入PC的USB埠並透過軟體手動執行設定來實現。
1。1的這方面的另一個好處是，終端使用者現在可以比較來自不同製造商的IO-Link邊緣裝置進行比較，這使得基本上可互換的裝置的選擇範圍更廣，更易於訪問。這對於大批次生產線上故障或損壞的感測器的緊急更換很有幫助。
IO-Link1。1更高的通訊速度
IO-Link1。1的另一新特性是COM3，它是一種支援更先進現場裝置功能的速率的通訊模式。COM3 SDCI通訊的資料速率指定為最高230。4 kbit/sec（這裡是230。4 kbaud）。這樣可以增強之前透過 COM1 和 COM2 連線可能實現的功能。
COM1 — SDCI 通訊模式，傳輸速率高達 4。8 kb/s • 迴圈時間縮短至 18。0 ms
COM2 — SDCI 通訊模式，傳輸速率高達 38。4 kb/s • 迴圈時間縮短至 2。3 ms
COM3 — SDCI 通訊模式，傳輸速率高達 230。4 kb/s • 迴圈時間縮短至 0。4 ms
所有 IO-Link 1。1 版主機必須支援此新資料速率，以及使用該資料速率的現場裝置。另外，1。1 版主機同時支援 1。0 版和 1。1 版裝置。
據瞭解，IO-Link 1。1。3版本可以解決該標準對於現代自動化來說速度不夠快的問題。
通過了解一些物理微控制器電路（在某些情況下是獨立IC）的背景知識也有助於理解IO-Link元件如何執行這些通訊。在主場裝置和次級場裝置中有稱為通用非同步接收-傳送器（UART）的電路，它將資料捆綁或幀傳輸到資料包中。
Maxim的MAX14827AATG+是一款低功耗雙驅動IO-Link收發器，用於整合到IO-Link裝置中。三線UART介面允許與微控制器UART的IO-Link連線，而多路UART/SPI允許使用一個序列微控制器介面共享UART和SPI功能。
此外，對實時頻寬有顯著影響的萬用字元是為IO-Link網路選擇的訊息序列型別。不同的序列型別可以容納不同數量的非迴圈或按需資料傳輸。因此，要估計一個IO-Link要佈置的實時頻寬，計算的時候必須同時考慮過程資料和系統訊息傳遞允許的非迴圈資料。簡而言之，需要移動較少資料的系統具有更快的週期時間。
所有新的IO-Link 1。1初級伺服器都支援COM3和利用這種資料速率的自動化元件，並自動適應其連線的二級伺服器所使用的速率。事實上，現場裝置通常具有不同的週期時間，它們可以使用各種複雜級別的感測器和執行器，並進行漸進式設計升級。
採用COM3的230。4 kbaud資料速率的執行器包括流體動力以及機電元件，比如氣動閥、線性氣缸和多聯管以及基於步進電機的小型現場裝置。最常用的COM3感測器包括位置和位移感測器，顏色、溫度和壓力感測器，所有這些都是過程控制中最常用的。選擇機械開關也利用這種COM3通訊模式。
這是松下的智慧HG-C1000L系列感測器，它使用IO-link的COM3連線，支援遠端監控和預防性維護程式。機載感測器邏輯可以檢測正常，錯誤和報警狀態。當需要時，這些感測器還提供了一種快速遠端重新配置感測器設定和操作的方法。
IO-Link 1。1的物理連線（包括資料埠）
初級IO-Link上的所有啟用埠都被設定為處理數字輸出和輸入，或者使用半雙工模式的UART作為IO-Link點執行。一個典型的四埠或八埠的IO-Link主鏈路可能直接連線到多個現場裝置或作為一箇中繼集線器來使用，而傳輸寬度取決於這個主節點。
今天，最先進的 IO-Link 集線器（有時稱為分配塊）可以幫助單個 IO-Link 主機連線 100 多個（有時 200 多個）現場裝置。標準的“集線器連結協議”在系統配置簡化方面優於專有系統。在 IO-Link 主機及其集線器上儲存裝置資訊時，透過驗證被新增或替換的現場裝置是否與設計相容來保持系統的完整性。
智慧感測器，如帶有IO-Link的SICK壓力感測器，可以避免停機時間和手工重新程式設計導致的錯誤。這是因為它們允許透過機器的PLC進行引數化編輯和重構。
IO-Link 在某些情況下可改進自動化安裝過程。
在許多自動化設施中，仍然嚴重依賴 基於操作員的監視——手動跟蹤機器狀態和潛在問題。在這種設定下，IO-Link 提供了一種簡單、可行的監視替代方法，從而更加有效、可靠地監視機器。這是因為不同於傳統 I/O，IO-Link 具有雙向通訊功能，從而可以快速設定執行器和感測器並診斷其狀況。
IO-Link 還使工廠從現場手動設定裝置引數的工作中解放出來，這仍是業內比較普遍的方法。採用這種方法時，工廠工程師不得不實際接觸位於遠端裝置（或埋在機器）中的現場裝置，才能進行讀取操作、故障排除或重新配置。相反，IO-Link 允許操作員線上或從本地庫中下載引數，這樣會特別有助於最大程度地減少維修或操作切換期間的機器停機時間。通常，透過常規控制軟體進行配置。
基於集中式機櫃的控制器件在傳統設定中也很常見。與 IO-Link 相關聯的硬體（用於補充 IO-Link 現場裝置）已實現了小型化，因此甚至可以安裝在非常緊湊的機器中，並支援分散式控制。
IO-Link 簡化了模擬資料的使用，它無需專用轉換器也能使 4 至 20 mA 的模擬訊號成為現實。IO-Link 還擴大了可透過模擬以及離散和二進位制（斷-通）訊號傳輸的資訊量。
結論
總結一下IO-Link 1。1版本新增的三個功能：
1。每個埠處理資料寬度為32位元組；
2。提供COM3 230。4 kbaud的資料傳輸速率；
3。充分利用具有相似規格（甚至來自不同製造商）的 IO-Link 裝置可互換的要求；
這些特性勢必會加速工業自動化IO-Link 1。1的採用。
