是否存在能够自动识别机器中的所有IO-Link设备的工具？如果让设备说明(IODD)能够自动下载岂不是两全其美？在整个生命周期中对IO-Link设备进行参数设定和监控，不受控制系统和现场总线影响，不也符合具有未来前景的机器方案和工业4.0的要求吗？这三个问题有一个共同的答案：SICK的FieldEcho。

图1 SICK  Fieldecho界面

FieldEcho所追求的目标是，让制造商的IO-Link设备的操作尽可能地简单，同时扫除可能妨碍IO-Link设备应用的一切障碍，独立于系统的软件工具始终可用并弥补已有的整合漏洞。FieldEcho独立集成于机器人机界面中，并且开辟了直接访问所有IO-Link设备的流程数据与服务数据的通道。这些正是机器或设备的控制程序通常不需要或者很少用到的参数值、诊断消息、事件和警报，但是却能给MES或者云端应用提供关键信息。FieldEcho保障设备数据透明度，支持在设备运行过程中进行调试、监控以及支持有针对性的维护措施。FieldEcho节省开发时间（额外所需的可编程逻辑控制器代码只有一行），确保可编程逻辑控制器循环时间不受影响。通过OPCUA或者TCP/IP进行的控制系统通信以及通过REST与基于IT或者云端的应用进行的数据交换，使得最新的IO-Link数据能够整合到任何工业4.0应用中。

IO-Link：未来智能可靠的自动化数据通道

数字化、工业4.0、智能工厂或者工业物联网（IIoT），这些大趋势的实现首先需要的是数据。IO-Link点对点通信是提供这些数据（通常是测量值、参数设置和设备信息）的理想通道。IO-Link的成功原因不止一个：设备独立于现场总线，有助于将成本最小化并且本身不会带来附加成本。它们将一台机器内的众多不同I/O类型缩减至一个IO-Link主机，以数字的方式传输数据并提供额外的诊断信息。它们可以通过标准传感器线缆连接并进行双向通信，即可以在运行时进行参数设定和读取。这些开辟了多样化的新型应用功能，这些功能可以是单件批次的生产、操作元件的锁定，也可以是提供预处理的数据。智能传感器甚至能够独立执行Smart Task（智能任务），例如计数或测量长度，并通过IO-Link提供这些信息。IO-Link备受青睐，越来越多的现场设备，尤其是没有以太网空间的设备搭载了这种接口。因此，目前一条机器生产线中有数百个IO-Link设备的情况并不少见。

让IO-Link的优势更易接触和利用

以弥补现有整合漏洞，让IO-Link设备的使用尽可能简单和节省资源，同时通过常用的IT方法为工业4.0应用提供IO-Link数据为目标，SICK开发了FieldEcho软件工具。它提供所有IO-Link设备数据随时、全方位的访问途径，以通过浏览器或HMI（人机界面）调出、观察或修改这些数据。已连接的和FieldEcho识别到的IO-Link设备的IODD自动下载，并传输至配置好的IO-Link主机端口。这有效节省了人工下载的成本。通信不受系统制约，可通过不同的可编程逻辑控制器、现场总线和IO-Link主机实现。相关开发成本最小化：机器制造商的软件开发人员只需写一行可编程逻辑控制器代码，用来调出FieldEcho附带的一般功能块，向IO-Link设备发送读写请求。目前支持Beckhoff、三菱、罗克韦尔自动化和西门子的控制器。在数据的读写访问中，FieldEcho通过OPCUA或TCP/IP（两者都是工业通信领域的成熟标准，具有相应的未来可靠性）与机器通信。RESTAPI也参与其中，通过它可发送和接收JSON格式的数据。因此，IO-Link设备数据就可传输到ERP和MES系统以及基于云端的服务，以利用工业4.0范畴的数据，例如用于进行数据分析、预见性维护或者存货盘点。

图2 Fieldecho在生产全生命周期中对 IO-Link 设备进行参数设定和监控

图形化、基于网络且易用的操作界面

FieldEcho提供基于网络的图形操作界面，其设计具有现代感、清晰明了且富有吸引力。该界面既可以用浏览器打开，也可以集成到机器或者设备的人机界面中。它在系统和IO-Link主机概览中显示所有已配置的IO-Link主机，和相应端口上连接的且已自动识别的IO-Link传感器和元件。它可以直观的方式显示所有IO-Link设备的状态。除此之外，还设有可在软件中打开的设备页面，让用户能够通过缩放方式查看设备数据。该视图显示设备标识和信息，例如序列号、软件版本以及设备名称和图片。输入和输出的过程数据一目了然。通过这个图形操作界面还可以完整设定所有IO-Link设备的参数。FieldEcho以这种方式创造了无限的透明度，对运营商而言，整个IO-Link系统一览无余地展现在屏幕上。它不仅节省了机器制造商或系统集成商的时间，也减轻了可编程逻辑控制器的负担，确保机器或设备保持既往的性能表现。

自主、动态、可通信：FieldEcho控制板

FieldEcho可通过RESTAPI将IO-Link数据整合到ERP和MES系统以及专有系统或基于云端的服务中。在使用该RESTAPI的情况下，FieldEcho控制板能够让人对IO-Link设备的状态一览无余。此外，在出现异常的情况下，它还能自动发出警告或者报警。它自动与FieldEcho连接，通过RESTAPI自主获取整个IO-Link系统的相关信息，根据接收到的数据动态地独立构建界面，用户无需进行配置操作。为了能够管理众多IO-Link设备的大量数据，该控制板集成了一个数据库。每个应用程序都可以访问该数据库（通过RESTAPI进行检索之外的另一个选择），从而减轻现场总线和IO-Link的通信负担。该控制板允许从云端选择个别的过程数据和设备参数进行观察（在没有FieldEcho和该控制板的情况下，这需要在可编程逻辑控制器中投入高成本进行编程），以及设置极限值和警报。这项功能可以用来做什么？一个例子是，对光学传感器进行运行质量诊断（Quality-of-Run-Diagnose），测定其在出现污染时的检测可靠性。通常来说，设备内部都为此确定了一个开关阈值，达到阈值时，传感器将自动生成相应的信号。现在，在控制板中，无论传感器中的阈值如何，都可以定义和监控污染极限值，在预见性维护应用中利用该值。警告和报警均进行可视化处理，同样也能以语音消息的形式输出。此外，控制板还可以发送相应的电子邮件，例如发送给设备的运行负责人或者机器的维护人员。

IO-Link 整合前所未有的简单

FieldEcho是独立于制造商的整合工具，它让IO-Link数据变得透明可访问。它可在设备的整个生命周期内，实现独立于系统的访问，用以对设备的所有IO-Link设备进行参数设定和监控。自动识别已连接的IO-Link设备和自动调出其IODD，可将工程和调试过程的时间消耗和故障源最小化。FieldEcho和自动化系统通过OPCUA或者通过TPC/IP进行数据交换。RESTAPI用作MES、ERP或者云端应用的通信通道。FieldEcho目前仍在弥补已有的IO-Link整合漏洞，并进一步推动IO-Link技术在自动化技术行业中的推广。