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关键字：IO-Link通信 IO-Link从机工具包 IO-Link从站 IO-Link收发器 IO-Link从站协议栈
IO-Link是独立于任何现场总线，适用于工业控制最底层的简单传感器和执行器的工业通信接口。IO-Link系统包含IO-Link设备(如传感器、执行器)、IO-Link主站和标准传感器用电缆，系统结构如图1所示。例如，当一个兼容EtherNet/IP的远程IO模块作主站时，除了标准的I/O信号，该模块通过脉冲调制过程发送和接收配置数据、诊断数据或增强的过程数据，然后打包到EtherNet/IP数据报文中，最后传送给网络主控站，通常是一台PLC。上述应用中，远程I/O与IO-Link设备的连接与传统离散设备保持相同，IO-Link的优势主要在于更大的信息交换能力，这是以前标准I/O设备无法实现的。IO -Link的另一个好处是不依赖于任何现场总线，通过任何遵守IO-Link协议的I/O模块(包括本地I/O 和远程I/O)，IO-Link传感器或执行器便可被集成到任何现场总线系统中。
图1 IO-Link系统结构
为了对IO-Link系统结构、通信机制以及开发应用做进一步研究，可设计开发IO-Link从机工具包，包括IO-Link通用开发模块、IO-Link分析工具以及IO-Link从机协议栈。IO-Link通用开发模块是进行该项工作的基础，也是IO-Link主站与设备信号间的桥梁。IO-Link分析工具可以帮助开发人员和测试人员分析通讯细节，从而找出并解决问题。IO-Link从机协议栈是一个固件库，它提供硬件抽象层和应用程序接口，开发者可以利用它方便快速地在各种微处理器平台上开发IO-Link从机产品。本文研究的IO-Link从站只针对数字(按键)信号输入和数字信号输出(指示灯)，IO-Link通用开发模块的设计只需在此基础上进行扩展，使之具备处理模拟信号的能力。
1 系统结构
图2是IO-Link从机工具包及演示系统的结构示意图。
图2 IO-Link从机工具包及演示系统的结构图
本文所使用的IO-Link主站模块USB IO-Link Master可将IO-Link设备与PC机相连，这样可通过IO-Link Device Tool软件配置并测试IO-Link设备或演示设备功能。IO-Link设备必须通过一个设备描述文件(IODD文件)来描述，它包括一组XML文本文件和PNG 图形文件，这些文件包含设备的识别、通信特点、参数、过程数据和诊断数据的信息。图2中椭圆虚线内的部分是IO-Link三线电缆，L+/I—是24 V 直流电源，C/Q为信号线，用来传输过程数据、诊断数据、配置数据等。IO-Link通用开发模块主要由数据收发器和微处理器构成，它可对传感器的输入信号进行处理并将信息传递给IO-Link主站，也可接收并处理来自主站的数据信息，传递给执行器。IO-Link分析工具可以帮助开发人员查看、记录、分析数据，了解通讯细节，该部分设计本文不作论述。
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