IO-Link在工業(yè)生產(chǎn)自然環(huán)境中聯(lián)接感應(yīng)器，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)軟件層面十分火爆。即便如此，開發(fā)者遭遇著對(duì)關(guān)鍵設(shè)備和機(jī)器設(shè)備收發(fā)器的更智能，更性能卓越和更功耗的要求。應(yīng)用MaximIntegrated的一對(duì)元器件，技術(shù)工程師能夠考慮這種要求，
文中將科學(xué)研究工業(yè)生產(chǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定，設(shè)計(jì)方案工作人員遭遇的難題及其IO-Link怎樣考慮這種互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)定。隨后，它將詳細(xì)介紹MaximIntegrated的IO-Link解決方法，并展現(xiàn)怎么使用他們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)ip系統(tǒng)軟件和很多外場(chǎng)感應(yīng)器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中間迅速完成徹底適配的IO-Link聯(lián)接。
IO-Link適用規(guī)模性感應(yīng)器布署
規(guī)范I/O插口
在加工廠在這里，IO-Link界定了一個(gè)通信接口，用以將加工廠系統(tǒng)軟件聯(lián)接到外部設(shè)備，包含感應(yīng)器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。IO-Link維持傳統(tǒng)式外接設(shè)備的24伏開關(guān)電源和數(shù)據(jù)信號(hào)傳統(tǒng)式，應(yīng)用其三線插口在兩根路線（L+和L-）上出示24伏開關(guān)電源，及其在第三條路線（C/Q）上開展串口通信。在根據(jù)CPU的系統(tǒng)軟件中，IO-Link適配的收發(fā)器坐落于IO-Link聯(lián)接的任一端。他們應(yīng)用IO-Link物理學(xué)協(xié)議書互相通訊。此外，她們已經(jīng)根據(jù)UART或SPI系統(tǒng)總線將IO-Link數(shù)據(jù)信號(hào)脈沖信號(hào)變換為聯(lián)接到收發(fā)器的MCU和CPU的傳統(tǒng)式數(shù)字電平（圖1）。
IO-Link怎樣考慮工業(yè)生產(chǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定
盡管IO-Link收發(fā)器適用IO-Link標(biāo)準(zhǔn)的較低物理層，但額外的MCU或CPU一般應(yīng)用簡(jiǎn)易的消息傳遞協(xié)議書管理方法IO-Link的更高級(jí)作用。每一個(gè)IO-Link事務(wù)管理都產(chǎn)生在一個(gè)信息編碼序列（M編碼序列）中，該信息編碼序列至今獨(dú)立機(jī)器設(shè)備的指令信息剛開始，并以來(lái)源于聯(lián)接機(jī)器設(shè)備的回應(yīng)信息完畢。在M編碼序列中，關(guān)鍵設(shè)備和機(jī)器設(shè)備信息都包括一系列包括由IO-Link標(biāo)準(zhǔn)界定的數(shù)據(jù)信息或字節(jié)數(shù)指令的UART幀，而且具備在于機(jī)器設(shè)備，關(guān)鍵設(shè)備和運(yùn)用的時(shí)鐘頻率（圖2）。
IO-Link怎樣考慮工業(yè)生產(chǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定
IO-Link界定了各種各樣作用，致力于保證在極端自然環(huán)境中靠譜通訊。它容許收發(fā)器在不斷失敗的試著中再試推送具備最后界定的常見(jiàn)故障方式的幀。IO-Link還特定外部設(shè)備在規(guī)范I/O設(shè)備描述（IODD）塊中儲(chǔ)存本身信息內(nèi)容的方式 ，并從IO-Link域名出示相關(guān)指令的信息內(nèi)容。IO-Link域名能夠應(yīng)用此機(jī)器設(shè)備配備信息內(nèi)容來(lái)設(shè)定周期和數(shù)據(jù)速率，另外依然能夠返回到比較慢的速率（假如必須），以維持靠譜的通訊。
盡管IO-Link出示了普遍的優(yōu)點(diǎn)，超過(guò)文中范疇的作用，工控自動(dòng)化開發(fā)者規(guī)定大量。在最基礎(chǔ)的方面上，感應(yīng)器和別的外部設(shè)備的總數(shù)和作用的穩(wěn)步增長(zhǎng)對(duì)IO-Link聯(lián)接的兩邊都明確提出了很高的規(guī)定。IO-Link域名必須更高級(jí)的作用，能夠高效率，安全性地為更優(yōu)秀的外部設(shè)備出示L+開關(guān)電源。
在外場(chǎng)，IO-Link收發(fā)器遭遇根據(jù)MCU的系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)單化設(shè)計(jì)方案的規(guī)定。針對(duì)關(guān)鍵設(shè)備和機(jī)器設(shè)備收發(fā)器，開發(fā)者必須最大限度地降低功耗以減少熱負(fù)荷，由于更優(yōu)秀的網(wǎng)關(guān)ip系統(tǒng)軟件轉(zhuǎn)為無(wú)散熱風(fēng)扇設(shè)計(jì)方案，以降低功耗，去除噪音并簡(jiǎn)單化工廠車間的維護(hù)保養(yǎng)。MaximIntegrated的一對(duì)元器件根據(jù)簡(jiǎn)易，功耗的解決方法考慮這種持續(xù)拓展的要求，以完成IO-Link插口。
高效率網(wǎng)關(guān)ip
MaximIntegratedMAX14819主收發(fā)器出示單一用以建立IO-Link網(wǎng)關(guān)ip系統(tǒng)軟件的集成ic解決方法。該元器件致力于簡(jiǎn)單化IO-Link接口設(shè)計(jì)，根據(jù)單獨(dú)的L+電流控制器和專用型于每一個(gè)安全通道的幀CPU徹底適用2個(gè)IO-Link安全通道。該元器件具備普遍的作用，一般僅耗費(fèi)1.9mAh（mA），假如開發(fā)者應(yīng)用外界降血壓穩(wěn)壓電源（如MaximIntegratedMAX15062A）替代MAX14819收發(fā)器的內(nèi)部9V穩(wěn)壓電源，則功能損耗更低。因?yàn)樵撛骷募苫饔?，開發(fā)者只需根據(jù)SPI和UART插口將MAX14819聯(lián)接到MCU，并加上一些部件以出示徹底適配的功耗IO-Link網(wǎng)關(guān)ip（圖3）。
IO-Link怎樣考慮工業(yè)生產(chǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定
盡管元器件總數(shù)非常少，但最好是加上信號(hào)隔離器，比如MaximIntegrated的MAX12930Opto信號(hào)隔離器和MAX12931數(shù)據(jù)信號(hào)隔離器。
如前所述，IO-Link標(biāo)準(zhǔn)了L+/L-電源插頭，也稱之為感應(yīng)器開關(guān)電源。這種根據(jù)最多20米（m）的電纜線出示，不用依據(jù)規(guī)范開展屏蔽掉。為保證極端自然環(huán)境下的安全系數(shù)和可信性，MAX14819感應(yīng)器電流控制器出示可設(shè)定的電流量限定，反方向電流量阻隔和反旋光性維護(hù)作用。
將G1x聯(lián)接到低RDS（ON）MOSFET的柵極比如安森美半導(dǎo)體材料NTTFS5116PL，該元器件能夠操縱相對(duì)安全通道的感應(yīng)器開關(guān)電源的外界反方向電流量阻隔，而不容易提升明顯的熱負(fù)荷。G2x處的相近MOSFET將電流量驅(qū)動(dòng)器至相對(duì)的A或B感應(yīng)器開關(guān)電源安全通道。坐落于SN1x和SN2x中間的感應(yīng)器電阻器設(shè)定該感應(yīng)器開關(guān)電源安全通道的電流量限定。除開這種基礎(chǔ)維護(hù)作用外，MAX14819還容許開發(fā)者設(shè)定元器件的配備存儲(chǔ)器，以設(shè)定每一個(gè)感應(yīng)器開關(guān)電源的打開時(shí)間，過(guò)流保護(hù)圓化時(shí)間和全自動(dòng)再試延遲時(shí)間等提升主要參數(shù)。
協(xié)助保證MAX14819集成化了CQx路線上的信號(hào)完整性，融合了全自動(dòng)維護(hù)作用和可設(shè)定作用，開發(fā)者能夠應(yīng)用元器件的配備存儲(chǔ)器開展程序編寫。比如，應(yīng)用配備存儲(chǔ)器，設(shè)計(jì)方案工作人員能夠?qū)Qx電流量限定設(shè)定為不一樣的值，范疇從100mA到1000mA，及其設(shè)定圓化時(shí)間。假如過(guò)電流標(biāo)準(zhǔn)延遲時(shí)間超出圓化時(shí)間，則元器件能夠造成終斷并進(jìn)到再試方式，實(shí)際在于存儲(chǔ)器設(shè)定。
殊不知，在網(wǎng)關(guān)ip設(shè)計(jì)方案中，IO-Link關(guān)鍵設(shè)備的規(guī)定會(huì)增加超過(guò)適用每個(gè)感應(yīng)器的IO-Link供電系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信號(hào)規(guī)定需要的這些。為了更好地考慮對(duì)大量IO-Link安全通道的要求，在實(shí)行考慮IO-Link規(guī)定需要的數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)際操作時(shí)，服務(wù)器CPU很有可能會(huì)承受不住。反過(guò)來(lái)，設(shè)計(jì)方案工作人員能夠應(yīng)用MAX14819的集成化幀CPU來(lái)減輕這類狀況。