IO-Link概述及优势分析

描述

  1. IO-Link的好处

  作为连接传感器/执行器的数字接口,IO-Link系统具有决定性的优势:

  根据IEC 61131-9的开放标准

  - 在所有常用的现场总线系统和自动化系统中,设备可以以相同的方式集成。

  工具支持的参数分配和中央数据管理

  - 快速配置与调试

  - 轻松创建最新的设备文档,包括传感器/执行器

  简单,标准化的接线和显着减少的传感器/执行器接口种类

  - 传感器和执行器的标准化统一接口,无论其复杂程度如何(切换,测量,多通道二进制,混合信号等)

  - 减少变化和库存

  - 快速调试

  - 空间需求减少

  - IO-Link主站上非IO-Link的传感器/执行器和IO-Link设备可任意组合

  传感器/执行器和控制器之间的连续通信

  - 访问所有过程数据,诊断数据和设备信息

  - 访问特定于设备的数据

  - 支持远程诊断

  下至传感器/执行器级的连续的诊断信息

  - 减少故障排除工作量

  - 最小化失效风险

  - 预防性维护以及维护与维护计划的优化

  通过HMI上的控制器或操作员动态更改传感器/执行器参数

  - 减少产品更换的停机时间

  - 增加了机器的产品多样性

  运行期间设备更换过程中的参数自动重新分配

  - 最小化停机时间

  - 未经培训的人员可更换设备,且无需额外工具

  - 防止错误设置

  集成设备标识

  - 标识嵌入式设备

  - 在设备更换的情况下确保制造结果的质量和生产

  2. 系统概述

  2.1 IO-Link概述

  组成

  IO-Link系统包含以下基本部分:

  IO-Link主站

  IO-Link设备(例如传感器,RFID读取器,阀门,电机启动器,I/O模块)

  非屏蔽3芯或5芯标准电缆

  用于配置和分配IO-Link参数的工程工具

  图1显示了一个具有IO-Link的系统架构的示例。

 

控制器

 

  图1:具有IO-Link的系统架构示例

  IO-Link主站建立IO-Link设备和自动化系统之间的连接。作为I/O系统的一个组成部分,IO-Link主站要么安装在控制柜中,要么作为远程I/O直接安装在现场,此时其封装等级为IP65/67。IO-Link主站通过各种现场总线或特定于产品的背板总线进行通信。IO-Link主站可以有多个IO-Link端口(通道)。IO-Link设备可以连接到每个端口(点对点通信)。因此,IO-Link是一种点对点通信,而不是现场总线。

  工程

  IO-Link系统的工程与整个自动化系统的工程并行执行,可以嵌入到该工程中并与之相互作用。

  2.2 IO-Link接口

  IO-Link是一种串行,双向点对点连接,用于在任一网络,现场总线或背板总线下的信号传输和能量供应。

  IP65/67中的连接技术

  对于IP65/67中的连接技术,已经明确的一种可行方案是M12插头连接器,其中传感器通常具有4针插头,执行器具有5针插头。IO-Link主站通常有一个5针M12插座。

  引脚分配根据IEC 60974-5-2规定如下:

  引脚1:24 V

  引脚3:0 V

  引脚4:开关和通信线(C/Q)

  除IO-Link通信外,这三个引脚还用于为设备提供至少200 mA的电流(见图2)。

 

控制器

 

  图2:IO-Link设备的引脚分配

  IP65/67中的端口类型

  该规范区分了IO-Link主站的两种类型的端口:

  端口A类(A型)

  在这种类型中,未指定引脚2和5的功能。制造商定义了这些功能。引脚2通常被分配一个附加的数字通道。

 

控制器

 

  图3:A类端口引脚分配

  端口B类(B型)

  这种类型提供额外的电源电压,并且适合于电力需量增加的设备的连接。在这种情况下,引脚2和5用于提供额外的(电气隔离)电源电压。为了使用这个附加电源电压,需要一个5芯标准电缆。

 

控制器

 

  图4:B类端口引脚分配

  连接电缆

  设备通过非屏蔽3引脚或5引脚标准电缆连接到主设备,电缆长度最长为20 m,横截面》 = 0.34 mm2。屏蔽不是必需的。同样,铺设电缆时也不必遵循规范的准则。

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