可参数化的和有诊断能力的IO-Link传感器可以仅用一根三芯的标准导线进行连接，这就使多极的连接导线和专用电缆成为多余

2006年， IO-Link技术作为一种将执行器或传感器集成于自动化系统中的低成本的通信解决方案与公众见面，目的是把与过程的最后一米连接做得透明度更高，通信性能更强。随着知名度的提高，对输入输出和过程层面之间多种连接的期望也在增加。目前在一台CNC数控机床上的安装使用情况证明了这种革新型的接口已经达到成熟可以系列生产的阶段。

在IO-Link的早期发展阶段，谨慎从事者仍心存怀疑：有哪一条通信标准规定了复杂而昂贵的电缆布线成为多余，并且作为解决方案要为全部的连接问题提供一个简单的三芯标准传感器电缆呢（图1）？有哪一种创新的接口可以把狭窄的1Bit信道转变为功能强大的通信线路，开阔视野并可实现新型参数化方案和诊断方案呢？而且还能跨制造厂商，随时可以进行适应性调整且对现有的机器结构没有接触顾虑吗？

图1  Balluf传感路由器将简单开关的信号汇集起来,利用简单的三芯导线经过IO-Link提供给机器的控制装置使用

“IO-Link既不是一种新型总线系统，也不是AS界面的新版本”， Balluff公司产品管理部主管Rainer Traub确定说，“为了使IO-Link得到正确的理解，首先需要突出的是建立信任的措施。”

因此，一个由大大小小的传感器和执行器生产厂商组成的团队走上了这样一条路，将IO-Link发展成为跨行业和跨企业的标准，同时成为整体控制与自动化方案的固定组成部分。

Rainer Traub说：“IO-Link将给机器或设备的整个寿命周期带来哪些实际的优势，它向机器的运营商以及机器的制造厂商提供什么样的好处，传感器制造商和连接专家Balluff公司以其在IO-Link方面的业绩以及在机械制造中的第一批安装业绩对此做了说明。”

在Index公司内部，人们也认识到了一体化IO-Link方案的意义。“IO-Link有助于使我们的机器具有可使用性，同时也有助于提高生产率，”Esslinger车床制造商控制技术部主管Eberhard Beck说。作为首批推广企业，Index公司在其当前的SpeedLine C100和C200系列中，把IO-Link当成了控制和自动化方案的固定组成部分（图2和3）。同时在采用Balluff公司IO-Link的高性能自动车床上，各制造厂家的IO-Link传感器相互配合得非常顺利。“这种情况更加深刻地强调了IO-Link具有跨制造厂商的开放性状态”，Rainer Traub总结说。

图2  由于采用了快速六角转塔电路，Index公司的Speedline C100系列即使在小批量规格下也具有较短的装备和切削时间

可变的开关点随意设置

IO-Link允许可变的开关点随意设置，并可把必要的参数自动地设置到传感器中，因此不必在现场进行调整，而且也避免了发生误操作。“和IO-Link完全一样，不管是哪家制造商生产传感器，都可以快速且完全不复杂地经过可简单插接的三芯标准传感器电缆用Balluff IO-Link主件连接到Index机器的控制层面上”，Balluff公司的专家描述道。不管传输的是过程数据还是售后服务数据，是数字的还是模拟的：IO-Link只需一种型号的电缆和接线盒。其他的特种电缆、附加电缆、接线盒和接线端子全都不需要了。即便是简单开关的标准传感器，也可以借助Balluff公司的IO-Link传感路由器集中在一起供控制层面使用（图4）。

图3  Index机器的内部正视图

“当控制和操作层面上连接的是模拟的压力、温度和液位测量值时，其优点就更加突出了”，Rainer Traub强调说。在传统的安装技术中，它总是和安装与电缆布线的高额费用联系在一起的。与此相反，IO-Link传感器的连接像一个标准传感器一样简单。“在安装和调试投产范围内，电缆布线上的差别完全表现在时间和成本上，但是更为重要的是提高了参数化的能力”，Eberhard Beck如此描述IO-Link传感器的特殊优势。

图4  作为IO-Link的，Balluff公司IO-Link主件中内置于传感器和制动器中的智能功能也为控制层面所使用

IO-Link在整个寿命周期内都起作用

IO-Link彻底改写了通向过程最后阶段的情况，由于其设计是跨制造厂商的，而且对以后的扩展是开放的，因而其优点表现在机器的整个寿命周期上。“对IO-Link的思考在机器和设备的方案设计时就开始了”，Rainer Traub说。大幅度的简化安装和接口种类的大大减少，在规划和设计阶段就导致了最终形成更为紧凑的模块。另一个优点是可以简单实现集中的参数化方案，借助简单的数据组的装载和下载以及一目了然的参数数据管理，传感器和执行器迅速做好起动准备，并且迅速转换到新的任务上。显而易见，机器与设备的制造、安装、调试与投产阶段都可以得到缩短。

IO-Link打开了通向过程层面的大门，提供了事件现场实际情况的清楚画面，这是新鲜的，而且迄今为止，这种形式只是在非常有限的条件下以相对来讲无法估量的时间、材料和成本花费之下才是可行的，因此它为进步的维修和诊断方案铺平了道路。“这样，远程维修可以普遍实施”，Eberhard Beck强调说。在紧急情况下，操作者界面显示出故障的地点和原因。相关的IO-Link装置简单地拔掉并插上一个替代装置，可自动地得到合适的数据组，重新无条件地供生产使用。

过程与售后服务数据通道

从技术上来看，IO-Link基于一种非常简单的原理：IO-Link通过一个信道周期地传输过程数据，无周期地传输服务数据。二进制信号的传递是在SIO方式或者IO-Link方式（COM1，COM2，COM3）下进行的。模拟信号在相应的IO-Link处理器中做数字化处理，并在IO-Link模式下传送；参数数据如最小值、最大值或者滞后，同样可以像诊断数据那样典型地通过非周期业务进行传输。

Balluff公司产品市场营销部主管Rainer Traub说：

“从方案设计到运营和售后服务：用IO-Link提升了机器的可用性与生产率，降低了寿命周期成本。在通向过程的最后一段路途上，今后将越来越多地提到IO-Link：除传感器和执行器之外，在IO-Link方式下今后将采用其他的过程装置，如信号灯、键盘或者汽缸阀门组合。当涉及到将智能传感器、执行器和过程装置以最简单的方式和方法一体化内置在控制过程中时，IO-Link将承担定步的角色。”