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工业4.0的关键在于从工厂车间边缘收集数据，为工厂控制器提供有价值的洞察，帮助工厂做出更明智或“更智慧”的决策。此外还让制造商能够快速轻松地定制产品，而无需为重新配置制造流程付出大量成本。这就打开了“单件小批量生产”制造流程的大门，有助于减少浪费，让工厂生产更加可持续。IO-Link在实现工业4.0方面扮演着重要角色，不仅适用于新工厂，而且还能轻松升级现有老旧设施。近年来，IO-Link节点的数量呈指数级增长，预计这种增长趋势将持续发展。这篇博文探讨IO-Link为追求智能化流程的制造商带来的三大关键优势。下方的图1显示了IO-Link的增长率。
图1.IO-Link节点安装数量不断增加
1. IO-Link将智能引入边缘
IO-Link为工厂车间边缘的传感器和执行器提供高达230kbps的双向数字数据通信接口，使其能够测量、监控和控制生产线的各个阶段。边缘处理的决策越多，需传输到控制室PLC的数据就越少，从而能够有效节省时间和能源。例如，除了C/Q数据线之外，传感器还可以使用IO-Link接口中的引脚2 (I/Q)作为数字输出(DO)，读取来自二进制传感器的输入信号，并同时驱动LED指示超过阈值的情况，而无需用户输入来做出此决策。下方图2为典型IO-Link传感器的框图。
图2.IO-Link传感器的构建模块
2. IO-Link支持简化安装
IO-Link使用标准化接口，用工业环境中普遍使用的便捷M12连接器取代了传统的模拟、二进制和串行接口。此外，该接口采用标准非屏蔽布线安装方式（例如图3中带M12连接器的3芯非屏蔽IO-Link电缆），因此升级设施以使用IO-Link的成本很低。IO-Link还向后兼容串行输入/输出(SIO)二进制信号，也就是说支持IO-Link的传感器可以使用标准数字输入通信通道与现有PLC进行通信。PLC模块升级为与IO-Link主站连接后，IO-Link通道上的C/Q线路就可以与工厂车间的设备进行双向通信。IO-Link与现场总线类型无关，可以在各种工业网络架构中无缝使用。
图3.IO-Link电缆
3. IO-Link有助于减少维护并增加正常运行时间
IO-Link有助于确保实时诊断信息畅通无阻，让工程师可以及时发现并迅速解决问题，防患于未然，同时让技术人员也能快速更换故障传感器。支持IO-Link的设备具有自主调试和自动设置参数的功能，从而能够进一步简化上述任务的操作过程。在许多情况下，技术人员可以从控制室远程执行配置更新，无需前往工厂车间。举个例子，需调整生产线以生产不同产品时，技术人员可以实时重新配置相关工艺参数，从而尽可能缩短停机时间，加速恢复全面生产。下方图4为距离传感器的参考设计，例如用于测量传送带上物体尺寸的距离传感器。然而，与传统传感器不同的，如果需要更改物体尺寸的公差，可以通过远程控制修改该IO-Link传感器测量距离。
图4.MAXREFDES174：IO-Link距离传感器
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