IO-Link®已经成为推动制造业改革的@@核心@@，是现代@@智能工厂@@不可缺少的@@部分@@，能将传统传感器@@转变为智能传感器@@@@，为边缘设备@@带@@来更多智能@@。IO-Link将可让制造商能在@@不拆除和@@更换设备@@的@@情况@@，直接让工厂实现现代@@化转型@@。本文将为您介绍@@IO-Link在@@智能工厂@@中扮演的@@角色@@，以@@及@@由@@ADI推出的@@@@IO-Link相关解决方案@@@@。
IO-Link技术@@将优化生产线并简化生产流程@@
建立专用生产线来生产不同产品的@@传统方法已经过时@@，且不具备@@成本效益@@。采用@@IO-Link主机作为生产核心@@，为工厂车间带@@来灵活性和@@可配置性@@，实现传感器@@和@@执行器的@@自主调试@@，将成为智能工厂@@发展的@@重要方向@@。
在@@制造环境中@@，所有制成品都需要一系列传感器@@协同工作@@@@，以@@3帮助机器确定与物体的@@距离@@，检测物体@@、确定物体的@@颜色和@@组成@@，以@@及@@监控物体或@@液体的@@温度和@@压力@@。想象一下@@，如果我们派遣技术@@人员前往工厂车间来手动更改传感器@@并重新校准其参数@@，进而生产出单个产品@@，将会耗费大量的@@时间和@@成本@@，这种低效方式会严重影响整个制造流程@@，并会导致生产力的@@全面损失@@。
如果延伸到生产不同产品的@@整个生产线@@，还需要停止生产@@，然后更换或@@重新配置无数个传感器@@@@，将使生产线付出极高的@@时间成本@@。采用@@IO-Link技术@@将使传感器@@@@和@@执行器发生改变@@，实现自主调试和@@双向通信@@@@，进一步优化生产线并简化整个生产流程@@。
IO-Link将可简化开发流程缩短上市时间@@@@
采用@@IO-Link主机将可望为边缘设备@@带@@来智能@@，IO-Link主机可为工厂边缘的@@传感器@@和@@执行器提供高速@@、双向的@@数字数据通信@@@@。这种通信@@助力实现真正的@@智能传感器@@和@@执行器@@，并提供新的@@测量@@、监控方法来影响每个生产阶段@@。
另一方面@@，IO-Link可简化安装过程和@@接口@@@@，IO-Link使用标准化接口@@@@，这种接口@@使用便捷的@@@@M12 3引脚连接来取代@@传统的@@模拟@@、二进制和@@串行@@RS232接口@@。除了能够切实简化安装过程之外@@，IO-Link使得用户能够实现支持自动设置参数的@@自主调试设备@@@@，从而快速轻松地更换传感器@@@@。
此外@@，IO-Link可减少工厂停机时间@@，IO-Link提供双向通信@@功能@@，使传感器@@@@、执行器和@@@@IO-Link网@@关能够持续与主可编程逻辑控制器@@（PLC）通信@@。提供实时@@诊断信息和@@更新@@，让工程师能够及早发现并快速解决问题@@，以@@免对生产流程造成影响@@。
IO-Link还可简化以@@太网@@连接@@，为了将@@IO-Link主机连接至@@以@@太网@@@@，我们可预先对第二代@@@@RapID平台@@（RPG2），也就是@@ADI的@@工业以@@太网@@平台@@解决方案@@进行测试@@，验证其是否符合工业以@@太网@@协议供应商的@@测试标准@@，采用@@ADI解决方案@@的@@设计能在@@任何受支持的@@工业以@@太网@@网@@络中正常运行@@，从而简化开发流程@@，缩短上市时间@@。
IO-Link主机收发器@@的@@低功耗解决方案@@@@
针对@@IO-Link主机应用@@@@，ADI推出集成帧处理器@@和@@@@L+电源控制器的@@@@MAX14819双通道@@@@IO-Link主机收发器@@。MAX14819/MAX14819A是低功耗双通道@@@@@@IO-Link主机收发器@@，包含传感器@@@@／执行器电源控制器@@。它们完全符合最新的@@@@IO-Link和@@二进制输入标准@@，也符合测试标准@@。为了简化微控制器的@@选择@@，MAX14819 / MAX14819A采用@@包含@@UART和@@FIFO的@@帧处理器@@@@，且经过配置@@，可以@@采用@@外部@@UART或@@者采用@@集成帧处理器@@运行@@。此外@@，它们配有两个@@辅助数字输入通道@@@@、两个@@低功耗传感器@@电源控制器和@@反极性保护功能@@，以@@实现稳健可靠的@@低功耗解决方案@@@@。MAX14819/MAX14819A完全兼容最新@@IO-Link和@@二进制输入标准@@及测试规范@@IEC 61131-2、IEC 61131-9 SDCI和@@IO-Link 1.1.3。主机收发器@@也包括@@两路辅助数字输入@@(DI_)通道@@。
MAX14819/MAX14819A可配置为配合外部@@UART工作@@，或@@者使用@@IC上的@@集成成帧器@@。为便于选择微控制器@@，主机收发器@@具有帧处理电路@@，带@@有@@UART和@@FIFO。器件@@设计用于简化所有@@IO-Link M序列帧类型的@@时间关键控制@@。MAX14819/MAX14819A也具有自主循环定时器@@，降低对高精度控制器时序的@@要求@@，集成建立通信@@排序器也简化唤醒管理@@。
为了加速@@IO-Link应用@@的@@开发速度@@，ADI还推出@@MAX14819评估板@@（EV kit），包括@@评估电路板和@@软件@@。评估板@@为完全装配并经过测试的@@电路板@@，可用于评估@@MAX14819双通道@@@@IO-Link®主机收发器@@。
支持不同的@@协议的@@工业以@@太网@@解决方案@@@@
ADI还推出@@用于上行链路的@@@@ADIN2299 RapID平台@@第@@2代@@（RPG2）网@@络接口@@@@，RPG2是一种工业以@@太网@@平台@@解决方案@@@@，包含加入星型@@、线型或@@环型网@@络拓扑所需的@@所有技术@@@@，包括@@通信@@控制器@@、闪存@@、RAM、以@@太网@@交换机和@@物理层@@（PHY）。其中包括@@完整的@@多协议软件解决方案@@@@，可以@@在@@具有不同软件映像的@@所有终端系统中使用一种硬件设计@@，以@@支持不同的@@工业协议@@。
主机处理器@@通过@@ADI的@@统一接口@@和@@以@@太网@@@@、串行外设接口@@@@（SPI）或@@通用异步接收器发送器@@（UART）连接到网@@络接口@@@@@@。统一接口@@简化了与任何主机控制器的@@通信@@@@，并提供一个通用接口@@以@@支持所有协议堆栈@@。这样可确保实现多协议连接@@，无需对应用@@程序主机代@@码进行任何更改@@，从而消除了软件集成的@@设计负担@@。
ADIN2299是一款经过预先测试的@@完整解决方案@@@@，用于管理应用@@处理器@@的@@工业协议和@@网@@络流量@@。该模块包含部署实施@@Ether-CAT、PROFINET®实时@@（RT）和@@同步实时@@@@（IRT）、EtherNet/IP网@@络所需的@@一切@@，包括@@通信@@控制器@@、协议栈@@、闪存@@、RAM、跟随控制器和@@@@PHY。应用@@处理器@@通过@@UART、SPI或@@以@@太网@@接口@@进行连接@@。
ADI也有推出@@ADIN2299的@@评估套件@@――EVAL-ADIN2299，该评估套件提供从主机处理器@@到@@PLC或@@基于@@PC工具的@@通信@@路径端到端评估@@。在@@将网@@络接口@@@@集成到终端现场设备@@之前@@，利用该评估套件可以@@全面验证主机处理器@@和@@@@PLC之间的@@通信@@路径@@。
多款具特色的@@@@IO-Link解决方案@@
除了上述两个@@主要@@IO-Link解决方案@@之外@@，ADI还有多款@@IO-Link特色产品@@，包括@@MAX14916紧凑型工业八路@@1A/四路@@2A高压端开关@@（具有诊断功能@@），MAX14916具有八个@@高压端开关@@@@，每通道@@可提供高达@@@@1.1A（最小值@@）连续电流@@。两个@@相邻通道@@可以@@并联@@，从而构成四个@@@@2.4A高压端开关@@。在@@125℃环境温度下@@，高压端开关@@具有@@250mΩ（最大值@@）的@@导通电阻@@。
此外@@还有@@MAXM15065这款@@4.5V至@@60V、300mA、µSLIC降压型电源模块@@，这款@@喜马拉雅系列稳压器@@IC和@@电源模块@@，是可提供低温升@@、小尺寸@@、较简单的@@电源方案@@。MAXM15465/MAXM15466/MAXM15065/MAXM15066/MAXM15067为高效@@、同步降压型@@DC-DC电源模块系列@@，集成控制器@@、MOSFET、补偿组件和@@电感@@，工作@@在@@较宽输入电压范围@@@@。模块工作@@在@@@@4.5V至@@60V输入电压范围@@，提供高达@@300mA输出电流@@。
另外还有@@MAX32670这款@@高可靠性@@、超低功耗微控制器@@，采用@@Arm Cortex M4 FPU处理器@@，适用于@@工业和@@@@IoT应用@@，在@@Darwin家族中@@，MAX32670是一款超低功耗@@、高性价比@@、高可靠性的@@@@32位微控制器@@，在@@实现复杂的@@传感器@@处理设计的@@同时不会影响电池寿命@@。器件@@集成了高度灵活性的@@多功能电源管理单元与功能强大的@@@@Arm® Cortex®-M4（带@@浮点运算单元@@，FPU）。MAX32670也为传统设计从@@8或@@16位微控制器@@升级提供了简便@@、成本优化的@@途径@@。MAX32670EVKIT则是@@MAX32670的@@评估套件@@，为评估@@MAX32670提供平台@@@@。
MAX22514则是@@一款浪涌保护@@IO-Link器件@@收发器@@，带@@DC-DC转换器@@，MAX22514 IO-Link收发器集成高压功能@@，包括@@一个@@24V线路驱动器@@、一个集成式@@DC-DC降压稳压器@@，以@@及@@5V和@@3.3V线性稳压器@@。MAX22514适用于@@IO-Link器件@@、主机和@@工业开关传感器@@应用@@@@，可以@@通过标准@@SPI接口@@进行配置和@@监控@@。
IO-Link参考设计加快产品开发速度@@
ADI也推出多款特色参考设计@@，像是@@MAXREFDES1458通道@@IO-Link主站@@，MAXREFDES145#是一款完全符合@@IO-Link®标准的@@@@8端口@@IO-Link主站@@参考设计@@。该设计使用@@TEConcept的@@IO-Link主站@@堆栈@@，既是@@IO-Link主站@@参考设计@@，也是@@IO-Link传感器@@／执行器开发和@@测试系统@@。八个@@IO-Link端口@@允许同时测试多达八个@@不同的@@传感器@@@@（或@@执行器@@）。该参考设计具有八个@@坚固的@@@@M12母头连接器@@（IO-Link最常用的@@连接器@@），并附带@@@@两根@@IO-Link电缆@@，可快速连接到@@IO-Link兼容的@@传感器@@和@@执行器@@。交流转直流@@（24VDC/1A）电源组能够同时向每个端口@@提供至@@少@@125mA的@@电流@@，当未使用的@@端口@@较少时@@，可以@@提供更多电流@@。
MAXREFDES165#四通道@@@@IO-Link主站@@则是@@一款完全符合@@@@IO-Link®标准的@@@@4端口@@IO-Link主站@@参考设计@@。该设计使用@@TMG TE IO-Link主站@@堆栈@@，既是@@IO-Link主站@@参考设计@@，又是@@IO-Link传感器@@／执行器的@@开发和@@测试系统@@。四个@@IO-Link端口@@允许同时测试多达四个@@不同的@@传感器@@@@（或@@执行器@@）。该参考设计具有四个@@坚固的@@@@M12母头连接器@@，并附带@@@@IO-Link电缆@@，用于快速连接到@@IO-Link兼容的@@传感器@@和@@执行器@@。交流转直流@@（24VDC/1A）电源能够同时向每个端口@@提供至@@少@@250mA的@@电流@@，当使用较少的@@端口@@时可以@@提供更多电流@@@@。
MAXREFDES277#则是@@一款双通道@@@@@@IO-Link®主站@@参考设计@@，针对@@快速原型设计进行了优化@@。该设计将@@Technologie Management Gruppe (TMG TE) IO-Link主站@@堆栈@@用于@@MAX14819A IO-Link主站@@收发器@@，既是@@IO-Link主站@@的@@评估模型@@，也是@@IO-Link传感器@@／执行器开发和@@测试系统@@。两个@@IO-Link端口@@允许同时测试最多两个@@不同的@@传感器@@或@@执行器@@@@。
结语@@
当工业制造朝向工业@@4.0智能工厂@@的@@道路前进时@@，IO-Link将成为串联各种传感器@@@@／执行器的@@关键技术@@@@，并进一步优化生产线的@@生产流程@@。ADI推出了多款针对@@@@IO-Link应用@@的@@解决方案@@@@，并提供完整的@@开发工具套件与参考设计@@，将可加速客户开发@@IO-Link相关产品的@@速度@@，值得您进一步深入了解与采用@@@@。
本文转载自@@：Arrow Solution微信公众号@@