如今，所有的工業(yè)制造商，無論規(guī)模大小，都在升級(jí)生產(chǎn)設(shè)施、制造能力和工程服務(wù)，向工業(yè)4.0概念或智能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。
目前，有許多技術(shù)可以促進(jìn)這種轉(zhuǎn)型，使工作環(huán)境更加安全，網(wǎng)絡(luò)安全和覆蓋率更高，提高能源利用率，這些是新工廠概念的熱點(diǎn)趨勢，需要巨大的投資，包括舊設(shè)備智能升級(jí)項(xiàng)目（如使用新的變頻解決方案改造舊電機(jī)，最大限度地提高能效）。
在工業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型中，IO-Link技術(shù)在所有基于傳感器的工廠級(jí)應(yīng)用中占有重要地位。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以使普通工業(yè)傳感器（即生產(chǎn)線上的接近傳感器或壓力傳感器）智能化，熱插拔連接，更換方便，支持多跳網(wǎng)絡(luò)和預(yù)測維護(hù)系統(tǒng)。
IO-Link聯(lián)盟的成員包括歐洲最大的傳感器和執(zhí)行器制造商和可編程邏輯控制器（PLC）制造商。隨著來自世界各地的新公司的加入，聯(lián)盟的排名每月都在上升，組織的所有新成員都看到了加入該計(jì)劃的好處。
作為聯(lián)盟的創(chuàng)始人之一，意大利半導(dǎo)體提供IO-Link主站收發(fā)器L6360和設(shè)備收發(fā)器L6362A(IO-Link術(shù)語中稱為IO設(shè)備)。
什么是IO-Link？
IO-Link是第一個(gè)連接工業(yè)網(wǎng)絡(luò)底層傳感器和執(zhí)行器的標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議，符合IEC61131-9國際標(biāo)準(zhǔn)，可編程控制器和相關(guān)外圍設(shè)備是該標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容。該技術(shù)本身的概念是傳感器或執(zhí)行器與主控制器（即PLC）交換通信數(shù)據(jù)（診斷和配置信息），并確保工業(yè)IO模塊的向下兼容性。
IO-Link位于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)的底部：PLC控制器（或工業(yè)網(wǎng)關(guān)）與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)高層的工業(yè)現(xiàn)場總線相連，可以遠(yuǎn)程傳輸工業(yè)網(wǎng)絡(luò)高層的數(shù)據(jù)信息。
什么是IO-Link通信協(xié)議？
IO-Link是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（半雙工）數(shù)字通信協(xié)議，可以驅(qū)動(dòng)工廠自動(dòng)化環(huán)境中的數(shù)字傳感器和執(zhí)行器（標(biāo)準(zhǔn)IO設(shè)備）。該協(xié)議具有易于使用和即插即用的特點(diǎn)，以防止故障傳感器的更換或向下兼容性。因此，這是一個(gè)簡單的串行通信協(xié)議，只有三根線，沒有特殊的連接器和電纜：IO-Link使用傳統(tǒng)的M5.M8或M12標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)連接器，可以連接任何最常見的工業(yè)傳感器。從安裝工作量和成本的角度來看，IO-Link技術(shù)對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的影響很小。事實(shí)上，IO-Link設(shè)備甚至可以繼續(xù)使用以前的布線基礎(chǔ)設(shè)施來安裝。
關(guān)于協(xié)議棧:根據(jù)最新標(biāo)準(zhǔn)定義，IO-Link主站和設(shè)備收發(fā)器必須支持三種通信速度(COM1:4.8kbit/s.COM2:38.4kbit/s.COM3:230.4kbit/s)，主站收發(fā)器有兩種通信模式:模擬和數(shù)字(8位.12位或16位)。在COM3通信模式下，主站與設(shè)備之間傳輸一個(gè)典型的數(shù)據(jù)幀，周期為400μs。
為什么可以即插即用？
即插即用的實(shí)現(xiàn)方法是將所有參數(shù)存儲(chǔ)在主站。這樣，在更換傳感器時(shí)，即使是熱插拔，傳感器（在更好的情況下是智能傳感器，即設(shè)備）也會(huì)收到設(shè)備配置所需的所有信息。主站存儲(chǔ)的文件通常是xml格式，包括所有關(guān)于傳感器的信息（即型號(hào)、制造商、功能等）。本文件稱為IODD（IO-Link設(shè)備描述符）。傳感器或執(zhí)行器對(duì)應(yīng)于IODD。
IO-Link芯片及ST解決方案。
L6360和L6362A芯片可實(shí)現(xiàn)IO-Link主站和設(shè)備解決方案，產(chǎn)品特點(diǎn)包括應(yīng)用范圍廣、輸入電壓寬、輸出電流高、耗散功率低、可靠性高。
L6360是一個(gè)兼容PHY2(3線)的單片IO-Link主站端口，支持COM1.COM2和COM3三種模式，以及標(biāo)準(zhǔn)IO(SIO)設(shè)備。L6360具有很高的靈活性，輸出級(jí)C/Q0輸出引腳可配置為(高邊、低邊或推挽)。L6360通過標(biāo)準(zhǔn)I2C接口與微控制器(運(yùn)行協(xié)議棧的微控制器)通信，然后將USART(INC/Q0引腳)接收的主微控制器數(shù)據(jù)發(fā)送到PHY2(C/Q0引腳)，或?qū)⑽锢韺咏邮盏臄?shù)據(jù)發(fā)送到USART(OUTC/QI引腳)。
L6362A是一種IO-Link設(shè)備收發(fā)器芯片，符合PHY2(3線連接)標(biāo)準(zhǔn)，支持COM1.COM2和COM3模式。該芯片還支持標(biāo)準(zhǔn)IO(SIO)模式。輸出級(jí)提供三種可選配置(高邊、低邊、推拉)，可驅(qū)動(dòng)任何類型的負(fù)載(電阻、電容或電感)，所有24V工業(yè)傳感器均可連接L6362A。
VCC、GND、OUTH、OUTL、I/Q引腳之間的反極性保護(hù)是該芯片的重要功能，是工業(yè)傳感器管理應(yīng)用的基本要求。
演示板是設(shè)計(jì)師在開發(fā)階段所需要的基本工具。ST為設(shè)計(jì)師提供了大量的開發(fā)工具，從芯片評(píng)估板開始。
首先是STEVAL-IFP016V2主站芯片評(píng)估板，以L6360主站芯片為核心，主微控制器可通過外部連接器連接。
STEVAL-IFP016V2處理微控制器信號(hào)，提供24V輸出，可演示L6360的所有功能。
板上的GND區(qū)域旨在最大限度地降低噪音，保證良好的熱性能。
STEVAL-IFP016V2，具有L6360的全部特點(diǎn)。
第二塊板是STEVAL-IFP017V3，是以L662A設(shè)備芯片為核心的評(píng)估板，用于測試L6362A的所有功能，如快速退磁、反極性保護(hù)等豐富的電氣保護(hù)功能。采用STEVAL-IFP017V3設(shè)計(jì)項(xiàng)目，無需外部組件即可滿足IEC61000-4-4(突發(fā))、IEC61000-4-2(ESD)、EN60947-5-2/IEC61000-4-5(浪涌)的要求。
STEVAL-IFP017V3，具有L6362A的全部特點(diǎn)。
所有這些開發(fā)板都是為了充分利用這兩種芯片的功能而開發(fā)和設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)師通常需要開發(fā)支持，甚至在應(yīng)用級(jí)別。因此，基于L6360的四端口IO-Link主站板STEVAL-IDP04V1和基于L6362A的傳感器設(shè)備評(píng)估套件STEVAL-IDP003V1。
STEVAL-IDP004V1板配備四種不同的L6360芯片，支持多種通信模式：IO-Link.SIO.RS-485.USB和CAN，中央處理器是STM32F205CortexM3微控制器，還配備了普通的RS232PC接口，用于測試板的通信功能。
STEVAL-IDP004V1有四個(gè)連接端口。
STEVAL-IDP003V1套件可安裝在最小的常規(guī)工業(yè)傳感器中(僅8x70mm大小)。在套件的參考設(shè)計(jì)板上，可安裝多達(dá)四個(gè)不同的傳感器板(接近檢測、振動(dòng)檢測、加速度計(jì)和溫度傳感器)，并配備了一個(gè)專用的低功耗微控制器STM32L071，運(yùn)行設(shè)備端協(xié)議棧。
STEVAL-IDP003V1的抗擾性設(shè)計(jì)保證了EMC和ESD應(yīng)力測試的應(yīng)用。
最后，根據(jù)STM32ODE計(jì)劃，下一個(gè)開發(fā)工具將是IO-Link擴(kuò)展板，也被稱為X-Nucleo開發(fā)板，以簡化IO-Link應(yīng)用程序的原型設(shè)計(jì)。有了這些新的電路板，IO-Link協(xié)議棧將在主STM32微控制器上運(yùn)行，并建立一個(gè)全功能的IO-Link點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信通道。