在工业上，I/O广泛使用了几十年，近年，采用IO-Link的应用急剧增加。此外IEC 61131-9开放标准为自动化部件提供了易于使用的连接。IEC 61131-9 标准（商标名称为 IO-Link）是一种开放标准，它定义了一个使自动化机器中常用的致动器和传感器具有连接功能的系统。据估计，未来数年内支持 IO-Link 功能的设备的销售额每年都会翻倍（截止 2023 年会超过 12 亿美元）。随着越来越多的 OEM 和工厂工程师发现了新购买和现有的硬件具有 IO-Link 功能并加以利用，特别是在过去几年中，IO-Link 的使用急剧增加。
IO-Link是一个单点数字通信接口(SDCI)，用于网络小型传感器和执行器，称为现场设备或辅助设备或IO-Link集线器或初级设备，并继续推进到自动化安装的其余部分。IO-Link的好处之一是它允许使用通用的无屏蔽电缆(20米长，三到五根导线束)来连接这些电路。
人们对 IO-Link 有一种普遍误解，他们认为 IO-Link 在某种程度上会与 DeviceNet、PROFINET、CC-Link、EtherNet/IP 和 EtherCAT 展开竞争。需要明确的一点是：IO-Link 只是一种标准化 I/O 技术——其目的实际上是对当前通信网络、背板总线和现场总线协议进行补充。在许多情况下，通过 IO-Link 实现的反馈和自动化功能是所选网络无法单独实现的。
本文将全面解释IO-Link1.1版新增的三个特性:
1.允许数据备份，以便工厂人员可以保存和重用设备参数
2.可以处理每端口32字节的数据宽度
3.允许从IO-Link 1.1 主链路的数据速率达到230.4 kbaud
这是IO-Link在R.A JONES包装机械的应用：通过更密切地监测传感器的性能和参数变化维护，并通过食谱改变参数。事实上，IO-Link正在迅速成为自动化领域与现场设备(次级设备)通信的领先工业标准。
IO- link 1.1作为参数分配服务器
IO-link组件的控制集成是通过配置软件完成的，该软件利用与每个IO- link组件相关的标准化IO设备描述(IODD)文件。
IO-Link 1.1的新特性是为网络上的其他设备提供参数分配服务器功能。在安装此功能之前(以及在传统的IO-Link安装)，需要在新的或替换现场设备中进行交换的终端用户必须首先配置该设备—通常是通过将其插入PC的USB端口并通过软件手动执行设置来实现。
1.1的这方面的另一个好处是，终端用户现在可以比较来自不同制造商的IO-Link边缘设备进行比较，这使得基本上可互换的设备的选择范围更广，更易于访问。这对于大批量生产线上故障或损坏的传感器的紧急更换很有帮助。
IO-Link1.1更高的通信速度
IO-Link1.1的另一新特性是COM3，它是一种支持更先进现场设备功能的速率的通信模式。COM3 SDCI通信的数据速率指定为最高230.4 kbit/sec(这里是230.4 kbaud)。这样可以增强之前通过 COM1 和 COM2 连接可能实现的功能。
COM1 — SDCI 通信模式，传输速率高达 4.8 kb/s • 循环时间缩短至 18.0 ms
COM2 — SDCI 通信模式，传输速率高达 38.4 kb/s • 循环时间缩短至 2.3 ms
COM3 — SDCI 通信模式，传输速率高达 230.4 kb/s • 循环时间缩短至 0.4 ms
所有 IO-Link 1.1 版主机必须支持此新数据速率，以及使用该数据速率的现场设备。另外，1.1 版主机同时支持 1.0 版和 1.1 版设备。
据了解，IO-Link 1.1.3版本可以解决该标准对于现代自动化来说速度不够快的问题。
通过了解一些物理微控制器电路(在某些情况下是独立IC)的背景知识也有助于理解IO-Link组件如何执行这些通信。在主场设备和次级场设备中有称为通用异步接收-发送器(UART)的电路，它将数据*绑捆**或帧传输到数据包中。
Maxim的MAX14827AATG+是一款低功耗双驱动IO-Link收发器，用于集成到IO-Link设备中。三线UART接口允许与微控制器UART的IO-Link连接，而多路UART/SPI允许使用一个串行微控制器接口共享UART和SPI功能。
此外，对实时带宽有显著影响的通配符是为IO-Link网络选择的消息序列类型。不同的序列类型可以容纳不同数量的非循环或按需数据传输。因此，要估计一个IO-Link要布置的实时带宽，计算的时候必须同时考虑过程数据和系统消息传递允许的非循环数据。简而言之，需要移动较少数据的系统具有更快的周期时间。
所有新的IO-Link 1.1初级服务器都支持COM3和利用这种数据速率的自动化组件，并自动适应其连接的二级服务器所使用的速率。事实上，现场设备通常具有不同的周期时间，它们可以使用各种复杂级别的传感器和执行器，并进行渐进式设计升级。
采用COM3的230.4 kbaud数据速率的执行器包括流体动力以及机电组件，比如气动阀、线性气缸和多联管以及基于步进电机的小型现场设备。最常用的COM3传感器包括位置和位移传感器，颜色、温度和压力传感器，所有这些都是过程控制中最常用的。选择机械开关也利用这种COM3通信模式。
这是松下的智能HG-C1000L系列传感器，它使用IO-link的COM3连接，支持远程监控和预防性维护程序。机载传感器逻辑可以检测正常，错误和报警状态。当需要时，这些传感器还提供了一种快速远程重新配置传感器设置和操作的方法。
IO-Link 1.1的物理连接(包括数据端口)
初级IO-Link上的所有激活端口都被设置为处理数字输出和输入，或者使用半双工模式的UART作为IO-Link点运行。一个典型的四端口或八端口的IO-Link主链路可能直接连接到多个现场设备或作为一个中继集线器来使用，而传输宽度取决于这个主节点。
今天，最先进的 IO-Link 集线器（有时称为分配块）可以帮助单个 IO-Link 主机连接 100 多个（有时 200 多个）现场设备。标准的“集线器链接协议”在系统配置简化方面优于专有系统。在 IO-Link 主机及其集线器上存储设备信息时，通过验证被添加或替换的现场设备是否与设计兼容来保持系统的完整性。
智能传感器，如带有IO-Link的SICK压力传感器，可以避免停机时间和手工重新编程导致的错误。这是因为它们允许通过机器的PLC进行参数化编辑和重构。
IO-Link 在某些情况下可改进自动化安装过程。
在许多自动化设施中，仍然严重依赖 基于操作员的监视——手动跟踪机器状态和潜在问题。在这种设置下，IO-Link 提供了一种简单、可行的监视替代方法，从而更加有效、可靠地监视机器。这是因为不同于传统 I/O，IO-Link 具有双向通信功能，从而可以快速设置执行器和传感器并诊断其状况。
IO-Link 还使工厂从现场手动设置设备参数的工作中解放出来，这仍是业内比较普遍的方法。采用这种方法时，工厂工程师不得不实际接触位于远程设备（或埋在机器）中的现场设备，才能进行读取操作、故障排除或重新配置。相反，IO-Link 允许操作员在线或从本地库中*载下**参数，这样会特别有助于最大程度地减少维修或操作切换期间的机器停机时间。通常，通过常规控制软件进行配置。
基于集中式机柜的控制器件在传统设置中也很常见。与 IO-Link 相关联的硬件（用于补充 IO-Link 现场设备）已实现了小型化，因此甚至可以安装在非常紧凑的机器中，并支持分布式控制。
IO-Link 简化了模拟数据的使用，它无需专用转换器也能使 4 至 20 mA 的模拟信号成为现实。IO-Link 还扩大了可通过模拟以及离散和二进制（断-通）信号传输的信息量。
结论
总结一下IO-Link 1.1版本新增的三个功能：
1.每个端口处理数据宽度为32字节;
2.提供COM3 230.4 kbaud的数据传输速率；
3.充分利用具有相似规格（甚至来自不同制造商）的 IO-Link 设备可互换的要求；
这些特性势必会加速工业自动化IO-Link 1.1的采用。