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電子發燒友網報道（文/李寧遠）在工業自動化行業里，I/O-LINK是通向各種執行器和傳感器的最后一環。隨著互聯通信技術的發展，I/O-LINK正在助力工業4.0智能制造時代下的工業控制與通信、工業數字化與工業互聯網的創新應用不斷落地。現在工業自動化現場的各種測量傳感器都需要具備足夠的靈活性，能夠簡單快捷地對傳感器參數進行修改，能夠與其他傳感器互連混合運行，這都需要靈活的通信接口技術支持，這也是為何I/O-LINK在工業自動化市場有如此巨大的應用潛力。

蓬勃發展的I/O-LINK市場

根據QYR發布的市場調查報告，2021年全球IO-Link技術市場銷售額達到了24.03億美元，預計2028年將達到47.42億美元，年復合增長率為10.24%。從幾個地區市場來看，目前全球市場最大的還是亞太和歐洲地區，尤其是中國市場，增速極快。中國2021年I/O-LINK市場規模大概在2.86億美元，約占全球的11.88%，預計2028年將達到7.45億美元，屆時全球占比將達到15.70%。另外根據I/O-Link協會對I/O-LINK終端授權費的計算統計，I/O-LINK節點數量在近幾年呈爆發式增長，2018到2019年的全球出貨量維持在1140萬左右的節點數量，到去年2021年，已經迅速增長到2100萬，僅一年時間終端出貨量就增長了接近一倍。不僅終端節點數量在迅猛增加，I/O-Link協會的成員數量也從2016年的100家發展至現在的400多家，而且成員數量還在持續增長中。市場的需求是很清晰的，I/O-Link作為一種點對點的串行數字通信協議給工業自動化強大的助力，I/O-Link技術越來越廣泛地使用將打通底層現場設備通信的“最后一公里”。

I/O-LINK打通工業通信底層

在工業領域，PROFINET、CC-Link、EtherNet/IP 及EtherCAT 等工業以太網通訊想必都是大家很熟悉的。I/O-Link作為另一種通信技術，從歐洲市場席卷到亞太市場，有效地解決了傳感器設計中的散熱、大小和電流驅動能力等各種問題。可能大家會有覺得，那I/O-Link似乎跟PROFINET、CC-Link、EtherNet/IP 這些工業通信是互相競爭的關系。其實不然，在工業傳感網絡架構中，I/O-Link位處于整個架構中的最底層，可以說是一種專為傳感網絡而生的通信技術，它可以通過與控制層連接打開工業互聯的大門，但是它最基礎的能力是獨立于現場總線不受其影響打通底層現場設備的通信困擾。傳統的工業自動化控制系統的瓶頸是顯而易見的，所有的傳感器通過實體線向PLC匯報數據或者接受指令，想調整傳感器參數需要很多步驟，配置能力很弱。而且這種路線基本上有很多都是專有協議，并且是單向和模擬的信息交換，缺乏診斷能力。模擬數據也容易受到噪聲的影響，很難在工業現場各種電磁環境下不失真。I/O-Link打通工業通信底層架構，改變了這種傳統工業自動化控制系統模式，簡單來說給工業場景帶來了靈活的傳感配置、可靠的數字信號通訊，以及拓展性更強的雙向通訊能力。I/O-Link分組傳輸的方式在PLC和底層傳感之間分配了多個子站，子站對傳感數據進行整合再向上傳輸，越往上通訊布線越簡潔。I/O-Link這種獨立于制造商且獨立于現場總線的技術，即使是使用最簡單的傳感器和執行器也可以在整個工廠結構中提供過程數據以及識別診斷數據，還不需要復雜的連接。

半導體廠商對I/O-LINK的支持

很多半導體廠商也都為I/O-LINK開發了相匹配的主、從設備端的收發器 IC，看好I/O-LINK在工業通信上的應用。意法半導體就推出了I/O-LINK主設備和從設備端的收發器IC，并為不同的傳感器做了差異化的增強。比如L6360就在內部配置了高邊+低邊+推挽的電路設計，方便驅動I/O-Link的信號線。L6364則配有雙通信信道，除了DC/DC 轉換器和雙模式UART外，還允許可配置輸出加倍以獲得額外的驅動強度，方便使用者靈活配置終端設備的診斷。TI則尤其看重I/O-LINK收發器的可靠性，在所有推出的收發IC上都繼承了浪涌保護功能，并配置可調驅動器進行過流限制，而且更低的驅動器壓擺率減少了過沖影響。ADI收購整合了凌特和美信后補全了其在工業通信上的產品，像美信提供的MAX14819這類收發器IC，在電流限制、導通電阻和最高工作溫度上等核心指標上都做了額外的增強，還提供額外組件，包括降壓穩壓器和LDO，能夠更方便地為傳感器和執行器中的電子元件提供電源。

小結

作為全球首個標準化的I/O技術，I/O-LINK很好地將設備層面和控制層面的協議結合起來，彌補了現場總線技術的弊端，保證了從底層現場級到控制級可靠的集成通信。IO-LINK技術有望成為“自動化行業的USB”。