【導讀】工業4.0的關鍵在于從工廠車間邊緣收集數據，為工廠控制器提供有價值的洞察，幫助工廠做出更明智或“更智慧”的決策。此外還讓制造商能夠快速輕松地定制產品，而無需為重新配置制造流程付出大量成本。這就打開了“單件小批量生產”制造流程的大門，有助于減少浪費，讓工廠生產更加可持續。IO-Link在實現工業4.0方面扮演著重要角色，不僅適用于新工廠，而且還能輕松升級現有老舊設施。近年來，IO-Link節點的數量呈指數級增長，預計這種增長趨勢將持續發展。這篇博文探討IO-Link為追求智能化流程的制造商帶來的三大關鍵優勢。下方的圖1顯示了IO-Link的增長率。
工業4.0的關鍵在于從工廠車間邊緣收集數據，為工廠控制器提供有價值的洞察，幫助工廠做出更明智或“更智慧”的決策。此外還讓制造商能夠快速輕松地定制產品，而無需為重新配置制造流程付出大量成本。這就打開了“單件小批量生產”制造流程的大門，有助于減少浪費，讓工廠生產更加可持續。IO-Link在實現工業4.0方面扮演著重要角色，不僅適用于新工廠，而且還能輕松升級現有老舊設施。近年來，IO-Link節點的數量呈指數級增長，預計這種增長趨勢將持續發展。這篇博文探討IO-Link為追求智能化流程的制造商帶來的三大關鍵優勢。下方的圖1顯示了IO-Link的增長率。
圖1.IO-Link節點安裝數量不斷增加
1. IO-Link將智能引入邊緣
IO-Link為工廠車間邊緣的傳感器和執行器提供高達230kbps的雙向數字數據通信接口，使其能夠測量、監控和控制生產線的各個階段。邊緣處理的決策越多，需傳輸到控制室PLC的數據就越少，從而能夠有效節省時間和能源。例如，除了C/Q數據線之外，傳感器還可以使用IO-Link接口中的引腳2 (I/Q)作為數字輸出(DO)，讀取來自二進制傳感器的輸入信號，并同時驅動LED指示超過閾值的情況，而無需用戶輸入來做出此決策。下方圖2為典型IO-Link傳感器的框圖。
圖2.IO-Link傳感器的構建模塊
2. IO-Link支持簡化安裝
IO-Link使用標準化接口，用工業環境中普遍使用的便捷M12連接器取代了傳統的模擬、二進制和串行接口。此外，該接口采用標準非屏蔽布線安裝方式（例如圖3中帶M12連接器的3芯非屏蔽IO-Link電纜），因此升級設施以使用IO-Link的成本很低。IO-Link還向后兼容串行輸入/輸出(SIO)二進制信號，也就是說支持IO-Link的傳感器可以使用標準數字輸入通信通道與現有PLC進行通信。PLC模塊升級為與IO-Link主站連接后，IO-Link通道上的C/Q線路就可以與工廠車間的設備進行雙向通信。IO-Link與現場總線類型無關，可以在各種工業網絡架構中無縫使用。
圖3.IO-Link電纜
3. IO-Link有助于減少維護并增加正常運行時間
IO-Link有助于確保實時診斷信息暢通無阻，讓工程師可以及時發現并迅速解決問題，防患于未然，同時讓技術人員也能快速更換故障傳感器。支持IO-Link的設備具有自主調試和自動設置參數的功能，從而能夠進一步簡化上述任務的操作過程。在許多情況下，技術人員可以從控制室遠程執行配置更新，無需前往工廠車間。舉個例子，需調整生產線以生產不同產品時，技術人員可以實時重新配置相關工藝參數，從而盡可能縮短停機時間，加速恢復全面生產。下方圖4為距離傳感器的參考設計，例如用于測量傳送帶上物體尺寸的距離傳感器。然而，與傳統傳感器不同的，如果需要更改物體尺寸的公差，可以通過遠程控制修改該IO-Link傳感器測量距離。
圖4.MAXREFDES174：IO-Link距離傳感器
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IO-Link主站智能工廠 | ADI公司
智能工廠：IO-Link傳感器/執行器 | ADI公司
關于ADI公司
Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球領先的半導體公司，致力于在現實世界與數字世界之間架起橋梁，以實現智能邊緣領域的突破性創新。ADI提供結合模擬、數字和軟件技術的解決方案，推動數字化工廠、汽車和數字醫療等領域的持續發展，應對氣候變化挑戰，并建立人與世界萬物的可靠互聯。ADI公司2023財年收入超過120億美元，全球員工約2.6萬人。攜手全球12.5萬家客戶，ADI助力創新者不斷超越一切可能。
（作者：Brian Condell和Michael Jackson）
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