「IO-Link」 通讯协议

运行模式：

IO-Link 主站端口（通道）可以在下列几种模式下运行：

• IO-Link： 在 IO-Link 模式下，端口用于 IO-Link 通讯

• DI：在 “DI” 模式下，端口动作与普通数字输入是一样的。

• DQ：在 “DQ” 模式下，端口动作与普通数字输出是一样的。

• Deactived（停用）：即端口未被使用。

传输速率：

在 V1.1 版本的  IO-Link 规格中，规定了 IO-Link 运行模式的 3 种传输速率（波特率）：

• COM 1 = 4.8 kbaud

• COM 2 = 38.4 kbaud

• COM 3 = 230.4 kbaud （在 V1.0 版本的规格中可选）

每个 IO-Link 设备只支持一个（上述）定义中的数据传输速率。

根据 V1.1 版本规格，IO-Link 主站可以支持所有数据传输速率，并且能够根据连接设备所支持的传输速率自动识别匹配。

IO-Link 系统的响应时间：

IO-Link 系统的响应时间，提供了关于设备与主站之间数据传输频率和速度的信息。

这个响应时间取决于各种不同的因素。在设备描述文件 IODD* 中包含了设备的最小周期值，这个值在很大程度上影响着响应周期。另外，主站也有其内部运行处理时间，这个在计算响应时间时也需要考虑包括进去。在同一个主站上，可以设定配置多个不同“最小周期”的设备。根据这些不同设备，响应周期也会有所不同。也就是说，一个主站上的多个不同设备，在响应周期上可能会有非常显著的差异。

除了在 IODD 中存储的关于设备最小周期时间的规格参数，还可以为设备规定一个固定的周期时间。这样，主站就会根据这个设定参数处理与该设备的通讯。

所以，通常的设备响应时间，取决于有效的设备周期时间和主站内部的标准处理运行时间。

传输质量：

IO-Link 通讯系统运行于 24V 电压等级下。

如果数据传输失败，讯号会多重复两次。只有经过第二次“重试”，在 IO-Link 主站识别到通讯的失效以后，才会将此“失效”信号“报告”给上位控制器。

数据类型：

有四种基本数据类型：

• Process data 运行处理数据 → 周期性数据

• Value status 数据值状态 → 周期性数据

• Device data 设备数据 → 非周期性数据 

• Events  事件 → 非周期性数据

• 运行处理数据

设备的运行处理数据是在一个数据框架（帧）下周期性传输的，而这个运行处理数据的框架（帧）大小则是由该设备规定的。根据所使用的设备，对于每一个输入和输出，运行处理数据有可能从 0 到 32 个字节。而数据传输持续带宽并不固定，这将取决于主站。

• 数据值状态

每个端口（通道）都有一个数据值状态（PortQualifier 端口品质）。这个数据值状态会指示运行处理数据是否有效。并且这个数据值状态可以和运行处理数据一起传输。

• 设备数据

设备数据可以是参数、辨识数据、诊断信息...等等。

这些数据交换是在 IO-Link 主站的请求下完成的，并且是非周期性的。设备数据可以被写入设备，也可以从设备读取。

• 事件

当有事件发生，设备会将事件发生的信号传送给主站，然后主站读到该事件。这些事件可以是“错误讯息”（例如：短路...）和报警/维护数据（如：污染或者过热...）。

错误讯息会从设备上，通过 IO-Link 主站，被传送到控制器或者 HMI 人机界面上。IO-Link 主站也可以自己向自己发送事件或状态讯息，例如类似断线或者通讯失败的事件...等等。

设备参数或者事件发生的数据传输是独立于运行处理数据周期性传输的。并且这些不同数据的传输是不会相互影响或彼此妨碍的。

I/O 系统的启动

当主站设置为 IO-Link 模式，该主站将开始尝试与已连接的 IO-Link 设备进行通讯。此时，IO-Link 主站会先发送一个特定的讯号（唤醒脉冲），然后等待 IO-Link 设备的回应。

IO-Link 主站首先会尝试按照规定的最高数据传输速率进行通讯。如果通讯不成功，IO-Link 主站会尝试切换到低一档的传输速率进行通讯。每台设备始终只能支持一个特定的数据传输速率。

如果主站收到了（一个）回应，数据通讯就启动了。下一步，就是通讯参数的数据交换。如果有必要，在系统内存储的参数将会被传输到设备中。然后，运行处理数据和数据值状态讯息的周期性数据交换就正式开始了。

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* IODD：即 IO Device Description，意为 “I/O 设备描述”。会在稍后节目中详解。

mcrazy

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