介紹用于現場總線設備的瑞薩IO-Link解決方案，為實現工業自動化做出貢獻。

工業自動化設備制造商正在為他們的設計尋找可靠且易于集成的解決方案。他們更偏愛支持數字化、自動化的工廠和創建智能、互聯的工廠，而不是獨立的、封閉的自主系統。IO-Link是一種點對點通信協議，可確保現場級的無縫通信。這是IEC 61131-9定義為國際標準的協議。IO-Link將傳感器和執行器連接到工廠自動化中的遠程I/O或PLC。隨著工業物聯網的發展，對IO-Link的需求也在增加，因為它可以對傳感器和執行器的大數據進行統一的管理。

圖1 IO-Link系統組件

IO-Link是工業自動化中常用的通信協議，用于傳感器和執行器之間的雙向通信。它允許傳感器和執行器等“從設備”與使用IO-Link的PLC等“主設備”進行通信。連接是通過一條長達20米的三線電纜進行的。通常，IO-Link主站可處理數字和模擬數據，并可使用Profinet、Ethernet/IP和Modbus等各種協議。市場根據不同類型、組件、應用、垂直市場和地區進行劃分，支持有線或無線等不同選擇。在石油和天然氣、能源和電力、汽車、制藥、食品和飲料以及化工等多種行業都在利用IO-Link技術應用于機床、搬運和裝配自動化、物流和包裝等。

作為市場領導者，瑞薩為IO-Link提供全面的硬件和軟件解決方案，具體如下。

IO-Link

主站解決方案

易于使用的IO-Link協議網關開發套件

連接多達8個IO-Link傳感器或執行器，支持由RZ/N1S和Arm Cortex -A7控制的工業以太網通信。（參見圖2）

● CCE4510 IO-Link主PHY具有內置IO-Link硬件幀處理器，可顯著提高應用性能

●溫度和電源電壓監控和保護

●通道和連接設備的過載保護

●針對多達8端口IO-Link主應用進行了優化

●可選的安全啟動功能

圖2 IO-Link主站解決方案

RX23E IO-Link

溫度傳感器解決方案

適用于溫度傳感器的

IO-Link雙向通信解決方案

該單芯片解決方案內置了高精度模擬前端（AFE整流/回饋單元），用于測量溫度、過程信號和感應檢測。（參見圖3）

●用于溫度控制器的IO-Link解決方案是基于RX23E-A 32位MCU片上高精度模擬前端（AFE），用于信號處理，并通過單芯片上的IO-Link PHY進行通信控制。

●通過提供應用說明、帶協議棧的示例程序、BOM和電路圖，有助于減少開發初期的調研時間。

● RZ/N1S作為IO-Link主設備，為IO-Link主設備和從設備PHY提供可擴展產品系列。

圖3 IO-Link從站傳感器解決方案

RA2E1 IO-Link

壓力傳感器解決方案

超緊湊型RA2E1

實現壓力傳感器應用的小型化

實現緊湊的解決方案，可在小空間內實施，有助于降低BOM成本和系統小型化。（參見圖4）

●RA2E1支持超小尺寸和封裝系列（LQFP、QFN、BGA、LGA和CSP）

● ZSSC3240實現了高精度傳感器校正，具有分辨率高達24位的模數轉換器和兩種類型的從PHY：CCE4503 IO-Link兼容收發器，帶LDO（最大20mA）和ZIOL2401 IO-Link線路驅動器，帶降壓調節器（最大值50mA）。

●提供電源IC（集成電路板）和其他外圍組件

圖4 工業傳感器網絡解決方案

RL78 IO-Link

支持的傳感器系統

用于簡單通信、低功耗和

測量功能的微控制器

工業自動化使用IO-Link連接傳感器和執行器。工業檢測應用可以使用支持IO-Link的瑞薩RL78微控制器。（參見圖5）

●用于IO-Link設備通信的UART和SPI硬件接口可將傳感器、執行器和IO-Link設備無縫集成到工業自動化系統中（見圖3）。

●提供靈活、可擴展的選項，允許您選擇符合工業檢測要求的MCU。

●優先考慮低功耗，使其成為節能工業應用的理想選擇。

圖5 支持IO-Link的傳感器系統

在工業自動化領域，對設備的數據采集、遠程管理和定期維護的需求在大幅的增加。最常見的數據采集方法是通過單向直接通信將數據發送到上一級設備。要安裝的設備數量也在成倍的增加，對于較廣的覆蓋區域，這增加了在現有布線中引入新通信協議的成本。作為該領域的市場領導者，瑞薩電子提供全面的解決方案，包括MCU、IO-Link PHY和其他相關組件，以及易于使用的IO-Link設備工具，以加快上市時間。

工業網絡領域非常多樣化，包括多種技術，例如工業以太網（包括EtherCAT、Profinet、Ethernet/IP、CC-Link IE、Modbus-TCP、OPC-UA）以及各種現場總線選項，例如Profibus、Modbus RTU/ASCII、DeviceNet、CANopen和IO-Link 等。這一動態領域的發展仍在繼續，使未來的工業之旅更加有趣和激動人心。

審核編輯：湯梓紅