一条中小企业转型“智慧工厂”的捷径？

　　谈到智慧工厂，大部分人会想到庞大的生产系统、精密的自动化设备。智能工厂虽好，但高昂的建设成本和不低的转型门槛，将一众中小型生产企业拦在了智慧工厂转型发展的门外。有没有一种办法，使企业能低成本、快速地在核心环节“领会”智慧工厂的“精髓”呢？

　　答案当然是有的。

　　当下，正有越来越多的工厂，通过具有IO-Link模块的传感器，实现传感器的自主调试、智能化，来优化生产线、减化流程，达到智慧工厂的通信标准。

　　为什么要采用具有IO-Link 模块的传感器？

　　数字化、自动化是智慧工厂的一大标志，这就要求智慧工厂中各生产、检测环节的数据互通，并通过智能传感器进行边缘计算，帮助生产系统实现智慧生产。以往的生产过程中，传感器的职责更偏向于环节应用，即满足某个生产结点的数据监测和行为动作。这对于开放互联的智慧工厂而言显然是不适用的。

　　IO-Link是一种标准化点对点通信协议，能将传统传感器和执行器集成在自动化系统中的低成本通信接口技术。拥有IO-Link接口的传感器，不再只收集生产数据，它允许企业根据实时反馈的传感器状态，远程更改设置，执行必要的操作。

　　IO-Link系统由IO-Link主机和传感器（或执行器）组成。虽然每个传感器只能连接一个IO-Link主机，但IO-Link主机可以同时管理多个传感器，可实现实时的数据收集和诊断，构建成完整的数据通信网络。

　　IO-Link系统还支持动态配置，通过物理接口，企业可以方便的更换、互换传感器。通过使用协议栈和IO描述文件实现传感器端口的即插即用，技术人员不再需要手动更改车间配置。这就使得企业能更简易快捷地修改参数需要，极大地提升了灵活性和生产效率，让传统工厂低成本地获得智慧工厂的“灵魂”。IO-Link也成为了传统工厂首选的添加智能器件和传感器解决方案之一。

　　IO-Link 带来的革新有哪些？

　　IO-Link对工业生产带来的革新是显而易见的。得益于IO-Link的诸多优势，越来越多的企业开始探索将传统传感器升级为带IO-Link模块的智能传感器。下面我们通过几个常见的传感器类型及应用场景，来了解一下IO-Link是如何提升生产效能的。

　　非接触式直线位移传感器被用于精确监控组件在直线上的运动数据，是检测定位与位移的常用设备，搭载IO-Link后能获得更优更快的响应速度和分析速度。

　　以图克尔Li-Q25L非接触式直线位移传感为例，该设置具有5 kHz采样率，能将整个测量长度上的位置误差降至最小恒定值。16位转换器还保证了高精度的测量结果。在200mm以上的测量长度中，性能优于磁致伸缩线性位置传感器。通过SIDI软件，Li-Q25L无需其它任何软件就可以集成到Profinet系统，这一配置过程大大简化了调试和维护成本。除了周期性数据外，线性位置传感器还通过IO-Link向云端传输诊断数据。这种无缝通信确保了工业4.0应用程序（如状态监测或预测性维护）的数据透明性，以优化机器可用性并降低维护成本。

　　当IO-Link 于制造企业落地

　　作为新能源汽车的核心部件之一，电驱动力总成系统装配线有着极高的效率和标准要求。IO-Link同样能为其自动化生产提供强大的支持。

　　以巴鲁夫IO-Link & RFID整体解决方案为例。巴鲁夫的BIS V RFID最多可连接4个读写头，能完整获得电驱总成装配数据和质量信息。通过IO-Link传输传感器和执行器的I/O数据，监控每个工位状态，从而实现更高效的数据交换和设备管理。该解决方案能够充分发挥传感器/执行器的智能特性，提供更方便的参数数据上传/下载和数据管理，获取个别现场设备和整个机器的集中在线诊断信息，从而减少调试及停机维护时间，提高生产效率，降低运营成本。

　　此外，该方案具有更为灵活、简化的网络结构，使设计、安装与配置调试更为便捷、灵活与快速，降低后期服务成本；使用统一标准的接口来代替各种繁琐复杂的工业接口，降低硬件成本；充分利用智能化末端产品，达到整体最优性价比。

　　在物流与分拣行业中，为确保产品能在特定点准确分离，企业常见的解决方案是先利用触发传感器检测传输带上的产品位置，随后启动对应执行器，以保证每件产品能执行正确的操作。但在高吞吐量的压力下，关键部件的故障会导致整条产线的停滞。IO-Link技术的引入，将更好的帮助企业规避以上风险。

　　以倍加福IO-Link阀门连接器为例，它能捕获与所连接阀门的大量诊断数据，包括电源电压、输出电流、阀门运动状态、温度乃至电磁阀门的功耗等多个维度的信息。生产企业可以为每个参数设定限值。当传感器检测数据超过设定范围将立即触发警报，甚至还可以检测到引线断路、短路等故障，提醒人工干预以减少损失。阀门连接器还集成了开关周期计数器，用户可以方便地追踪阀门的使用数次与寿命，为预防性维护和更换提供了有力支持。

　　此外，所有过程数据均通过倍加福IO-Link主站（如ICE*系列设备）传输至控制器或云端系统，实现了数据的集中管理与远程监控。这一先进的解决方案使得工厂操作人员能够获取实时数据，从而能够更早地发现潜在问题，预防故障的发生，并显著减少输送机系统的停机时间，确保生产线的连续稳定运行。

　　在塑料成型行业中，压力传感器在优化整个挤压工艺方面发挥了重要的作用。IO-Link技术的加入同样能为企业带来更高效的生产和管理方式。

　　以杰富伦IO-Link熔体压力传感器解决方案为例。除了记录最大压力、温度峰值、传感器的运行时间以及校准偏差阈值等信息外，IO-Link接口还可以获取一系列用于预测性维护的即时数据，允许企业自主开发生产效率更高的算法，保证设备的使用寿命。

　　该方案中的传感器配备了磁致伸缩技术和IO-Link数字输出技术，通过PLD和SIL2的认证，可以根据智慧工厂的要求记录大量参数，同时确保在冲击、振动和电磁干扰情况下的线性精度。此外，该解决方案还可以保证挤出设备所有系统的集成，并为电气面板的设计、开发和施工提供额外的咨询服务。

　　总体而言，IO-Link技术是一种具有广泛适用性的通信协议，可以使现场传感器、执行器更好地适应简易、快捷地修改参数设置的需要，极大提升现代智能工厂的灵活性和生产效率。

　　因此，IO-Link技术也被称为“自动化最后的一米”，它对于实现智慧生产的重要性由此可见。对于整个生产系统来说，具有IO-Link模块的传感器是一种很好的补充。它可以无缝融入现有的系统，是中小型生产企业快速升级的一大捷径。

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