行家论道 | IO-Link技术何以打通现场通信的“最后一公里”？

IO-Link日渐成熟，IO-Link 委员会不断扩容，并由IO-Link委员会发起IO-Link通信标准。倍加福IO-Link技术负责人，Hartmut Lindenthal先生说：“现在工业现场已经拥有超过1100万个网络节点，点对点连接已在行业中占有一席之地，需求与日俱增。” 从一开始，他就与倍加福的同事一起参与研究IO-Link的设备需求，以实现自动化环境中可靠的双向通信。

点对点连接已工业现场中拥有超过1100万个网络节点，在行业中占有一席之地，需求与日俱增。

——Hartmut Lindenthal先生，倍加福IO-Link技术负责人

早在2005年，作为PROFINET用户组织的一个独立于制造商的工作组的一部分，为创建智能传感器/执行器技术标准做出了最初的贡献：“当时，我们需要将传统传感器和智能传感器连接到PLC端口。” Lindenthal先生在回忆IO-Link诞生之时这样说道。“然而，公司之间进行紧密高效的合作仍需要花费一些时间。” IO-Link 委员会成立于2006年，共同愿景是开发一种开放式、独立于系统、经济高效的I/O技术。

到2009年，已有40家公司采用该标准，大量采用系统规范1.0版本IO-Link接口的主机和设备已上市。两年后，1.1版本新增了额外的要求和系统功能，包括数据存储，例如在IO-Link主站和设备之间进行数据校准，这些规范又构成了国际标准IEC 61131-9的基础。“自那时起，IO-Link的知名度提高了，IO-Link 委员会的成员数量也增加了两倍多。” 倍加福工业通讯产品经理的Sonja Armbruster女士解释道，她目前负责管理及推广IO-Link技术。 

由于强大的点对点连接可以在三线标准电缆上运行，因此IO-Link为二进制标准传感器提供了向后兼容的接口，这样就提供了一系列优势，正如Lindenthal先生所证实的那样：“相同的接线，意味着用户可以结合使用数字信号和IO-Link信号优化工厂的效率。” 他补充说：“这里的主要优势在于，无需任何额外的电缆即可将IO-Link设备轻松连接到常规数字输入。”

Sonja Armbruster女士在解释IO-Link设备的“即插即用”功能时说：“采用标准化的设备描述文件，可以轻松地将设备集成到现有的网络中。这项技术的设计初衷是完全独立于制造商和系统。” 因此，IO-Link是工业4.0中无数应用的理想基础。

如今，在全球几乎所有的工业领域中，IO-Link已成为传感器/执行器层级的“最后几英尺”所采用的协议。在此过程中，传感器和执行器发展迅速，不再通过简单的二进制和模拟量标准接口传输数据：“自90年代末以来，微控制器已作为标准组件安装在传感器中，” Lindenthal先生解释说。“可以说，它们是构成传感器的关键所在。” IO-Link传感器附加了额外的智能功能，除了传输测量值和开关点外，还可以存储参数并提供大量附加信息，例如信号质量和设备健康状况等。这样，更多数据得到更大的透明化，用户就可以进行全面的诊断，并为系统运行时的状态性维护铺平了道路。

Lindenthal先生解释说：“所有这些用于过程优化和目标维护的信息，以前仅适用于在封闭的现场总线环境中具有更高价值的传感器系统的用户。” 他补充道：“所有现场层级和更高的IT网络之间双向通信的要求都已得到满足，这是该技术的另一个优势。”

工业4.0中要求的数据连续性从传感器数据开始，并扩展到智能云解决方案。“使用主站模块，例如倍加福ICE系列的多协议和具有MultiLink功能的现场总线模块，可以轻松地将IO-Link现场设备连接到更高层级的IT基础架构，” Armbruster女士解释说。由于物联网协议的通信与现场总线通信并行进行，因此对现场层级的数据交换不会产生影响。 

选定的传感器数据可以在云应用中进行解析和处理。为了使这种情况成为现实，可开发软件服务，该软件服务可以在各种平台上使用，这些平台可以基于IODD接管传感器数据的解析。因此，机器专家可以方便地访问机器数据，监视工厂状况，并在必要时通过应用程序从任何地方进行维护，而无需熟悉传感器的技术细节。 

“这将大大简化用户的日常工作，” Armbruster女士谈到由倍加福初创企业Neoception开发这种软件服务所提供的优势。“这与全面的预测性维护概念相对应，尤其是当您考虑到未来有价值的分析将与产品本身同等重要。” 她坚定地补充道。

这与全面的预测性维护概念相对应，尤其是当您考虑到未来有价值的分析将与产品本身同等重要。

——Sonja Armbruster女士，倍加福工业通讯产品经理

垂直方向侧重于云集成和关联的应用，而水平方向则侧重于丰富主题，例如配置文件构建、IO-Link无线和安全性的规范扩展。

例如，配备安全功能的IO-Link现场设备即将建立周期性传输的输入和输出数据（过程数据）以及非周期性传输的诊断和参数信息（服务数据）的安全交换。

与此同时，Lindenhal先生解释说，工业M2M（机器对机器）协议正越来越多地进入系统，“举个例子，自2018年以来与OPC 基金会的合作，合作的一个主题是用于IO-Link的OPC UA映射规范。”

“IO-Link委员会还致力于定义JSON交换格式，以实现从传感器到云的精益应用，” Armbruster女士谈到未来创新时这样说道。Hartmut Lindenthal先生坚信，未来几年IO-Link领域仍将保持一些令人振奋的发展：“我相信该接口在将来将继续成为工业 4.0解决方案的重要组成部分，并且自动化行业的用户将越来越多地受益于系统提供的各种机遇。”