IO-Link解决方案丨告别工业巴别塔困局，CONTROLWAY有奇招

ART OF SENSING

告别工业巴别塔困局

CONTROLWAY有奇招

Industry Applications

　　现代化智能制造车间内多元化的设备、异构的控制系统与复杂现场总线和以太网协议构成了一座当代的“巴别塔”。工厂运维人员常常因为这座“巴别塔”的沟通壁垒而陷入效率低下、故障排查繁杂耗时与智能化受阻的困局。

　　CONTROLWAY科瑞利用IO-Link通信技术，通过统一语义、打通数据壁垒与简化集成，最终破解这一困局，为用户构建透明、高效与柔性的智能工厂奠定基石。

　　工业领域的“巴别塔困局”

　　《圣经·旧约·创世记》中的一个故事，讲述人类联合起来兴建能通往天堂的高塔(巴别塔)。上帝为了阻止人类的计划，让人类说不同种类的语言，使人们相互之间不能有效沟通，计划因此失败。这个故事揭示了统一目标因沟通不畅，进而分崩离析而失败的悲剧。

　　反观工业现场，何其相似：

　　“语言”的混乱

　　国际电工委员会(IEC)在IEC 61784/61158规定的现场总线通讯和以太网协议就多达几十种。工厂中布满了来自不同制造商的传感器、执行器、驱动器使用着各自专属的、封闭的通信协议与数据格式。这如同操着不同方言的工匠，虽同处一个车间，却无法准确传递指令与状态信息。

　　“愿景”的迷失

　　现代企业使用管理系统(如MES、ERP)优化生产、实现精益管理。然而，因底层设备数据的“失语”或“曲解”或“数据孤岛”(如仅有开关量信号，缺乏详细参数与诊断信息)，而无法落地，工厂数字化、智能化愿景大打折扣。

　　“协作”的失灵

　　当设备故障时，维护人员如同面对一座沉默的塔楼，需要耗费大量时间进行“人工翻译”与排查。当人们对工厂自动化产线进行工艺改造或设备更换(设备停产或升级更新版本)因通信协议不兼容而变得异常复杂，整个系统的灵活性与可靠性严重受损。人们需要学习新的知识和技能及更新软件和设备来适应这一变化。

　　图片为模拟画面

　　破局之道： 科瑞IO-Link解决方案构建统一的“工业通用语”

　　IO-Link技术并非另一种现场总线，而是一种独立于现场总线的、面向最低层自动化设备的点对点串行通信协议。科瑞IO-Link系统解决方案，直指巴别塔困局的核心：

　　统一语义，打通数据孤岛

　　⬤ 相似点：

　　IO-Link通过统一的IEC 61131-9国际标准，为所有支持该协议的设备定义了一套标准的“语法”和“词汇”。正如同USB接口技术一样，让各家的产品统一接口和说同一种语言。

　　⬤ 解决方案：

　　无论是欧系设备、还是日系设备品牌为何，它们都可以通过IO-Link通信将过程数据、参数数据、事件与诊断信息都以标准化的数据结构进行交换。

　　⬤ 进阶之路：

　　科瑞IO-Link系统解决方案提供的IO-Link Master主站，不仅集五种工业以太网协议于一体，还同时集成了四种物联网协议。以科瑞FB67系列IO-Link Master支持OPCUA协议为例，OPC UA 旨在为工业自动化和其它领域提供一个安全、可靠、独立于任何特定厂商和平台的机制，用于在客户端和服务器之间传输数据和信息。OPC UA 被普遍认为是实现工业4.0参考架构模型 中 “信息层” 的关键技术。OPC UA 提供了一条贯穿整个工厂层级、标准化的数据通道，确保了数据从传感器到云端都保持着统一的、可理解的语义。

　　数据透明，赋能工业4.0

　　⬤ 相似点：

　　巴别塔的建造工匠因为彼此无法有效沟通而无法清晰了解彼此的状况。通常传感器、执行器仅能提供“有/无”的二进制信号，信息量极其匮乏。人们无法感知设备本身的状态，如是否过载或者过温等，只能等到设备异常，造成非计划停机，才知道设备生病了。

　　⬤ 解决方案：

　　IO-Link将通信从简单的比特流提升为丰富的数据流。它不仅能传输传感器和执行设备的开关状态，同时传输具体的测量值(如温度、压力、距离、电流、电压、流量)、设备参数(如阈值、响应时间)以及详细的诊断信息(如设备过热、电流短路、寿命预警)。这使得自动化控制系统从一个“黑箱”变为“透明体”，人们得以洞察微观细节，从而帮助企业实现真正的数据驱动决策。

　　⬤ 进阶之路：

　　科瑞IO-Link系统解决方案提供各种支持IO-Link通讯的传感器(如激光测距、超声波、磁致伸缩等)和IO-Link master和hub设备。科瑞一体化端到端的系统解决方案，赋能工业4.0。

　　简化协作，降本增效

　　⬤ 相似点：

　　巴别塔的失败源于协作崩溃。传统自动化项目集成中，复杂的接线、协议转换与设备接口的多样性是主要瓶颈。实现接口统一，一网到底是破局的关键一招。

　　⬤ 解决方案：

　　IO-Link采用标准的M12/M8连接器与非屏蔽3线或5线制电缆(分别对应Class A与Class B)，统一了接口和电缆规格，极大简化了安装与布线。

　　⬤ 进阶之路：

　　科瑞IO-Link系统解决方案中的IO-Link Master主站支持Class A和Class B模式。同时支持不同IO-Link 版本，从而兼容各种新旧款的设备，帮助客户降本增效。更重要的是，其强大的“参数存储”功能允许将设备参数集中存储在主站中。当更换故障设备时，新设备参数可被自动下载并恢复，实现“即插即用”。这极大地缩短了停机时间，提升了系统的可维护性与柔性，让整个自动化系统能够为了共同的目标高效协作。

　　工业4.0的范式：谁主沉浮?

　　……“以前调试不同厂家的传感器，需要安装不同厂家的配置软件;传感器的接口也是各种各样，调试一个项目，需要准备多种信号传输电缆……十分的繁琐。有时还得亲自到设备现场，爬上支架……现场环境潮湿闷热，噪音极大，……，自从项目上使用了科瑞的FB67系列IO-Link Master，在办公室里通过webserver页面，吹着空调，喝着咖啡，就把设备参数配置完成了。大大提高了工作效率。”来自某盾构机设备商的李工如是说。

　　“我们项目采用了科瑞的IO-Link的解决方案，该方案将非智能的接近开关和光电传感器集成到了IO-Link系统中去。当生产出现异常时，我们可以通过网络，从webserver界面上可视化获取设备状态，精准获取故障类型和故障点的位置，大大缩短了排障的时间。以前需要多人配合的故障排查，现在一个人就可以搞定。真的太方便了!”某新能源工厂的王工说。

　　在迈向工业4.0的征程中，破解“巴别塔困局”，舍我其谁。科瑞IO-Link端到端系统解决方案通过为纷繁复杂的工业设备赋予统一的“通用语言”，成功地将一座座信息孤岛实现互联互通。各种数据得以自由流动，设备协作得以无缝进行。科瑞IO-Link解决方案助力用户为构建真正智能、自适应、高效率的未来工厂铺平了道路。