工业自动化设备制造商正在为他们的设计寻找可靠且易于集成的解决方案。他们更偏爱支持数字化、自动化的工厂和创建智能、互联的工厂，而不是独立的、封闭的自主系统。IO-Link是一种点对点通信协议，可确保现场级的无缝通信。这是IEC 61131-9定义为国际标准的协议。IO-Link将传感器和执行器连接到工厂自动化中的远程I/O或PLC。随着工业物联网的发展，对IO-Link的需求也在增加，因为它可以对传感器和执行器的大数据进行统一的管理。
图1：IO-Link系统组件
IO-Link是工业自动化中常用的通信协议，用于传感器和执行器之间的双向通信。它允许传感器和执行器等“从设备”与使用IO-Link的PLC等“主设备”进行通信。连接是通过一条长达20米的三线电缆进行的。通常，IO-Link主站可处理数字和模拟数据，并可使用Profinet、Ethernet/IP和Modbus等各种协议。市场根据不同类型、组件、应用、垂直市场和地区进行划分，支持有线或无线等不同选择。在石油和天然气、能源和电力、汽车、制药、食品和饮料以及化工等多种行业都在利用IO-Link技术应用于机床、搬运和装配自动化、物流和包装等。
瑞萨为IO-Link提供全面的硬件和软件解决方案，下面主要介绍用于现场总线设备的瑞萨IO-Link解决方案，为实现工业自动化做出贡献。
一、IO-Link主站解决方案
易于使用的IO-Link协议网关开发套件。
连接多达8个IO-Link传感器或执行器，支持由RZ/N1S和Arm Cortex -A7控制的工业以太网通信。(参见图2)
1、CCE4510 IO-Link主PHY具有内置IO-Link硬件帧处理器，可显著提高应用性能；
2、温度和电源电压监控和保护；
3、通道和连接设备的过载保护；
4、针对多达8端口IO-Link主应用进行了优化；
5、可选的安全启动功能。
图2：IO-Link主站解决方案
二、RX23E IO-Link温度传感器解决方案
适用于温度传感器的IO-Link双向通信解决方案。
该单芯片解决方案内置了高精度模拟前端(AFE整流/回馈单元)，用于测量温度、过程信号和感应检测。(参见图3)
1、用于温度控制器的IO-Link解决方案是基于RX23E-A 32位MCU片上高精度模拟前端(AFE)，用于信号处理，并通过单芯片上的IO-Link PHY进行通信控制；
2、通过提供应用说明、带协议栈的示例程序、BOM和电路图，有助于减少开发初期的调研时间；
3、RZ/N1S作为IO-Link主设备，为IO-Link主设备和从设备PHY提供可扩展产品系列。
图3：IO-Link从站传感器解决方案
三、RA2E1 IO-Link压力传感器解决方案
超紧凑型RA2E1实现压力传感器应用的小型化。
实现紧凑的解决方案，可在小空间内实施，有助于降低BOM成本和系统小型化。(参见图4)
1、RA2E1支持超小尺寸和封装系列(LQFP、QFN、BGA、LGA和CSP)；
2、ZSSC3240实现了高精度传感器校正，具有分辨率高达24位的模数转换器和两种类型的从PHY：CCE4503 IO-Link兼容收发器，带LDO(最 大20mA)和ZIOL2401 IO-Link线路驱动器，带降压调节器(最 大值50mA)；
3、提供电源IC(集成电路板)和其他外围组件。
图4：工业传感器网络解决方案
四、RL78 IO-Link支持的传感器系统
用于简单通信、低功耗和测量功能的微控制器
工业自动化使用IO-Link连接传感器和执行器。工业检测应用可以使用支持IO-Link的瑞萨RL78微控制器。(参见图5)
1、用于IO-Link设备通信的UART和SPI硬件接口可将传感器、执行器和IO-Link设备无缝集成到工业自动化系统中(见图3)；
2、提供灵活、可扩展的选项，允许您选择符合工业检测要求的MCU；
3、优先考虑低功耗，使其成为节能工业应用的理想选择。
图5：支持IO-Link的传感器系统
在工业自动化领域，对设备的数据采集、远程管理和定期维护的需求在大幅的增加。最常见的数据采集方法是通过单向直接通信将数据发送到上一级设备。要安装的设备数量也在成倍的增加，对于较广的覆盖区域，这增加了在现有布线中引入新通信协议的成本。瑞萨电子提供全面的解决方案，包括MCU、IO-Link PHY和其他相关组件，以及易于使用的IO-Link设备工具，以加快上市时间。
工业网络领域非常多样化，包括多种技术，例如工业以太网(包括EtherCAT、Profinet、Ethernet/IP、CC-Link IE、Modbus-TCP、OPC-UA)以及各种现场总线选项，例如Profibus、Modbus RTU/ASCII、DeviceNet、CANopen和IO-Link等。这一动态领域的发展仍在继续，使未来的工业之旅更加有趣和激动人心。
*免责声明：本文内容来源于瑞萨电子，转载目的在于传递更多信息，不代表小猫芯城赞同或支持其观点，如有侵权或者不同意发布，敬请与我们联系2881671956@qq.com。
微信咨询
