Aurel Buda和Sai Seidel-Sridhavan认为SPE将作为当今技术的补充找到自己的定位。
IO-Link带来无尽可能
作为智能传感器技术的专家，图尔克为机器带来了智能，从而创造了与工业4.0和工业物联网的联系。在接受elektroAutomation杂志Andreas Gees的采访时，图尔克的产品营销经理Sai Seidel-Sridhavan和工厂自动化系统产品管理总监Aurel Buda讨论了IO-Link作为产品组合的基础技术所扮演的角色并展望了该技术的进一步发展。
IO-Link在工业物联网（IIoT）概念方面的重要性尤其突出。这种通信技术在图尔克扮演什么角色？
Seidel-Sridhavan: 作为IO-Link社区的创始成员，我们始终致力于与客户合作，实现控制层级与机器最后一米的数字化通信。当初，我们投资了一项尚无法预见其发展前景的技术。如今，IO-Link已成为我们公司战略的重要组成。我们为工厂自动化开发的每个传感器和通信产品都至少有一个IO-Link版本。选择IO-Link通常是一项战略决定，且IO-Link设备都最先发布。除了用于RFID外，IO-Link还是我们面向机器数字化数据及其自动化应用的两项核心技术之一。IO-Link首先是传感器与控制器之间的接口，但也可为实施IIoT概念奠定基础。
Buda: 图尔克不仅生产众多用于控制任务或过程监测的传感器，还生产用于各种IIoT解决方案的广泛传感器。我们的客户最终会在图尔克找到完整的IO-Link产品组合，包括从传感器到RFID读写设备、电源模块和灯、直到用于I/O系统和模块的集线器和主站，几乎涉及从传感器到云端的所有产品。所有这些都配套了智能的软件，可以使用户更轻松地部署技术。我们将IO-Link视为控制与IIoT领域之间的接口，因此我们也大量参与到状态监测领域。
IO-Link最初存在用户接受问题。但现在这种情况已经发生改变。图尔克为什么开发如此广泛的IO-Link设备组合？
Buda: 对于图尔克来说，甚至将机器上的简单开关高效联网从而实现与现场层级的双向通信也是重要的应用案例。IO-Link是一种不受现场总线限制的开放协议。我们主站的以太网多协议策略也支持这一技术。我们的传感器包括从简单的接近开关到能够提供运行状态及环境条件相关信息的复杂设备。例如，我们的雷达传感器支持进行状态监测，并集成了湿度、振动和温度分析等功能。有了IO-Link，图尔克可以构建生态系统，并支持使用其他制造商的标准执行器解决方案。因此，我们已经针对IO设备侧的执行器技术做好了准备。我们通过IO-Link将IO连接到主站，从而收集简单的传感器信号，以及使用更大的电流来开关阀门。
Seidel-Sridhavan: 随着支持IO-Link的执行器的可用性日益提高，许多设备制造商自己也发现了这种接口。最初，状态监测和IIoT领域对此产生了关注，但是生态系统并不完善。如今，我们会讨论到广泛的传感器、阀岛或电源模块的生态问题。很明显，IO-Link不仅仅与传感器、I/O和控制器相关。制造商无需再集成不同的接口。另外，用户也可以受益于这种单一接口，可以仅使用相同的电缆、连接器和软件。
当市场上出现首个面向IIoT的概念时，IO-Link赢得了认可。过去，用户使用IO-Link来配置传感器。
Buda: IIoT、状态监测、预见性维护、过程优化和资产管理都促进了对IO-Link的接受。我们始终认为IO-Link也是一种高性价比的基础设施。IO-Link使用低成本的标准电缆进行通信。尽管阀岛或集线器也可使用工业以太网联网，但成本明显更高，而由于集成IO-Link，传感器的成本并未升高。而且，过程、识别和访问数据的传输最终将构成数字孪生和资产管理的基础。
图尔克提供从传感器到云端的解决方案。哪种IO-Link软件被用于支持其配置和运行？
Seidel-Sridhavan: 如今，我们通过在主站的Profinet GSDML文件中集成IO-Link配置的数据，直接在Profinet控制器上实施IO-Link配置。这意味着用户也可以使用其在控制器领域使用的相同工程系统来配置其组件。我们还在我们组件的网页服务器上集成了一种工具，允许访问市面上几乎所有IO-Link设备的全球数据库IODD Finder。然后，IO-Link设备描述就可以通过自动化接口用于工程系统或配置系统。
Buda: 我们基于网页的配置工具采用相同的接口来自动加载网络上的IODD。该工具不仅适合进行配置，还适合进行最初的调试。例如，这同样适用于RFID读写设备，其通过IO-Link进行配置非常简单。又如，我们也可以编程网页应用程序，方便传感器的校准。我们已经在我们的雷达传感器上实现了这一点，另外还有我们的振动传感器，我们在不断扩大这一范围。IO-Link配置文件也可定义单个设备或类别的标准行为。目前，已经有一些智能传感器设备的配置文件。这意味着相同类型的设备可以在软件上以相同方式处理，不受制造商影响。
IO-Link对状态监测和预见性维护等商业模式的重要性如何？
Seidel-Sridhavan: 经典的自动化结构提供了与PLC的连接。例如，可以将数据从PLC传输到MES系统。然而，不同的客户群越来越多地要求直接从IO-Link主站并行访问数据。这使得状态监测系统能够在工厂的生命周期内根据需要进行扩展或改造。多年来，我们的主站一直配有这种并行访问接口。它使得状态监测可以使用我们的边缘网关或合适的云服务来实施。我们的分布式自动化理念不仅包括控制柜外的IP67防护等级组件，还包括直接在机器上进行数据预处理。为此，我们的边缘控制器还提供逻辑功能。另外，我们还对OPC UA和MQTT等工业标准保持开放，以便与IT领域进行通信。
Buda: 当IIoT和工业4.0话题出现时，有很多人谈论大数据以便后续开展机器学习项目。然而，大量的数据也产生了大量的流量，需要用到大量的带宽和内存。如今，通常只会传输智能数据。这既可以是对数据或其变化的评估，也可以是数据的聚合或对不同传感器数值的相关性的评估。此外，还有延迟方面的问题。当在分布式边缘控制器上直接做出决策时，可以确保快速响应。
因此IO-Link作为数字化服务的基础是否是理想的技术？
Buda: 我们的边缘控制器为使用逻辑进行数据预处理、数据可视化或使用OPC UA等协议将数据发送至云端提供了平台。为此，我们使用即用型功能块和模块。我们的全球应用工程师和销售团队会与客户就任务进行讨论，并制定概念验证。这通常会深入到可视化这一层次。然而，它也通常会包括与MES或云系统的对接。我们还与编程交钥匙应用的系统集成商合作。我们的设备可与任何系统通信，但我们也按照我们的口号“配置而非编程”，提供我们自己的云服务。我们的目标群体是对数字化服务不甚熟悉的机器制造商。他们从远程访问开始，可以使用我们的云服务来可视化、保存和分析所有的数据，最终打造可以灵活调整的交钥匙解决方案。
目前，IO-Link+或单对以太网（SPE）IO-Link是一个热门话题。你们如何评价其最新开发成果？
Buda: 单对以太网（SPE）来自汽车行业，旨在取代CAN总线。SPE催生了许多定义同样适用于汽车和过程工业的传输长度和数据速率的标准。在IO-Link社区，我们也密切关注这些开发成果，并将长距离的10 Mbit技术定义为IO-Link+。尽管这是一种不同的传输介质，但我们希望保持IO-Link的优势。我们不想与Profinet、Ethernet IP或其他以太网协议竞争。IO-Link+更加面向我们如今无法服务的设备类别。而IO-Link仅限于主站与设备之间20 m以内的应用，且数据传输速率也低于1 Mbit。随着IIoT概念的出现，通常需要更大的数据流。在这方面，IO-Link+为传输数据至0区和1区奠定了基础。然而，IO-Link仍将始终是点对点连接。
SPE和Profinet等协议很可能会替代IO-Link。它们之间有什么区别？相应的限制在哪里？成本会造成什么影响？
Buda: 人们对SPE的期望之一是，它应该以与IO-Link相当的成本实现传感器的连接。然而，就目前的估计来看，这是不太可能的。另外，使用非屏蔽电缆长距离连接传感器也几乎不可能。在Profinet社区，非屏蔽两线制电缆尤其被视为是一项成本优势。因此，SPE不可能像IO-Link一样进行可靠的通信。它们在设备侧也存在差异。有些复杂的传感器的通信接口并不在总成本中占很大比例。SPE应该能在这些领域得到快速应用。对于简单的传感器来说，IO-Link仍将被称作是不受现场总线限制的解决方案。
如今，IO-Link主站有4个或8个IO-Link端口，因此可通过一个连接将最多8个设备连接到控制器。而如果通过SPE连接8个传感器，则需管理8个不同的控制连接。这会占用带宽，并且同样会导致需要额外的协议成本。由于必须在控制器中设置和管理每个通信链路，这还需要内存和计算能力方面的资源。
SPE不会成为IO-Link的替代品，而是会成为它的补充。因此，它最终会以备选方案的形式共存。如今所广泛使用的Profinet现场设备以及其他以太网协议也是如此。我们认为，SPE将作为当今技术的补充找到自己的定位。
Seidel-Sridhavan: IO-Link技术在开辟新业务方面也有相当大的潜力，但其性能是受限的。IO-Link的重心并不在需要更高数据传输速率的设备上。因此，我们在IO-Link社区密切关注可以实用地采用这种技术的领域，以避免之前还能使用IO-Link传输完美数据的流体传感器未来突然只能采用IO-Link+来开发的窘境。社区也在推动这方面的共存。形势是很明朗的，IO-Link+不是IO-Link的继承者，而是IO-Link的延伸。
另一个话题是IO-Link Safety，图尔克作为安全供应商如何看待这一技术？
Buda: 我们正在密切关注市场。图尔克提供了各种安全产品，尤其是在IP67领域——Profisafe和混合型设备结合了安全通道和IO-Link技术，并集成了关机功能，可用于安全关闭执行器。然而，这并不符合IO-Link安全协议。这类技术很有趣，并会进一步推动IO-Link发展。目前，我们正在关注这个生态系统如何形成。首个版本的IO-Link Safety标准已经在2017年完成。Profisafe over IO-Link等替代方法则可能会带来不确定性。当该规范准备就绪后，人们开发了相关的测试概念，作为开发设备的基础。我们也将IO-Link Safety视为一种有趣的方法，因为安全领域尤其具有采用专有传感器和执行器系统的特点。IO-Link Safety是首个较低层级的协调标准。这会给我们带来一个包含不同制造商安全开关和传感器的混合区域，并可连接不同制造的主站。
Seidel-Sridhavan: 近年来，大多数制造商都开发了将IO-Link与Profisafe连接的安全领域设备。由于存在2个概念，IO-Link社区对此并不支持。另一方面，IO-Link Safety则不受Profinet、Ethercat或Ethernet IP限制。对于安全传感器和执行器制造商而言，专注于一个标准很重要。例如，门联锁装置一直以来都需要在布线方面做大量工作。IO-Link Safety的双向通信能力将在这一领域带来显著优势。
作者 | Andreas Gees，elektroAutomation杂志的编辑
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