ST IO-Link技術引領制造業智能化升級:IO-Link HUB助力遠程DIO解決方案
制造業作為國民經濟的重要支柱,一直以來都在尋求提高生產效率、降低運營成本的有效途徑。隨著物聯網、大數據、人工智能等技術的不斷發展,智能制造成為了制造業轉型升級的重要方向。在此背景下,傳統的生產線正在逐步被高效、智能的生產系統所替代。在這一過程中,IO-Link技術作為一種新興的通信協議,正在逐漸展現出其在工業自動化領域的巨大潛力。
在這一領域,ST憑借領先的技術和深厚的行業積累,為智能制造提供了先進的解決方案。在IO-Link領域,ST提供了豐富的產品組合,包括IO-Link主站收發器L6360和從站收發器L6364、L6362A等。這些產品為制造業提供了穩定、可靠的遠程DIO解決方案,幫助制造商實現設備的遠程配置、參數化以及設備的互換性等靈活功能。
前期,我們已經為大家詳細介紹了ST IO-Link主站,今天我們走進從站看一下,為大家講解一下遠程DIO解決方案的核心—IO-Link HUB。
在傳統的制造業中,DIO設備通常用于實現設備的數字信號輸入和輸出。然而,隨著生產規模的擴大和分布式IO的需求增加,傳統的DIO解決方案已經無法滿足企業的需求。企業需要一種能夠遠程管理和控制的DIO解決方案,以實現設備的遠程監控、調試和維護。
作為一種IO-Link從站設備,IO-Link HUB也是遠程DIO解決方案的核心組件,能夠將常規傳感器的開關量數字信號或模擬信號轉換為 IO-Link信號,傳輸至主站系統,同時亦能接收主站發送的信號,以控制執行器。IO-Link HUB主要具備兩大功能:其一,可替代傳統的以太網IO模塊,具備更高的性價比;其二,將傳統的傳感器和執行器集成至IO-Link系統,有助于充分利用原有的老產品,不浪費資產。
針對IO-Link轉DI/DO的從站設備,ST的L6364和STM32G0處理器提供了IO-Link協議轉換支持。
·對于數字輸入轉IO-Link的從站模塊,24V工業數字量輸入信號可通過SCLT3-8多路單芯片方案實現8路的24V高低電平轉換,進而提供給MCU。一片SCLT3-8可支持8路的DI,如有更多路需求,可通過SPI片選方式連接多個SCLT3-8以實現。
· 在數字輸出部分,ST同樣采用L6364和STM32G0處理器支持IO-Link協議轉換,并使用ISO8200作為8路帶隔離的高邊輸出。此類IO-Link hub能擴展多路數字量輸入輸出,有客戶將兩塊板結合在一起,打造DIO一體化產品,實現一塊板支持DI和DO。
舉例而言,以下為一個IO-Link8通道數字輸出從站的參考設計。該從站可與此前所述的IO-Link主站直接對接,作為執行器輸出驅動。參考方案采用L6364作為IO-Link接口芯片,將信號接收并傳送至STM32G071的MCU芯片進行處理。其中運行了IO-Link從站協議棧,處理IO-Link通信協議。
鏈接:https://www.st.com/zh/evaluation-tools/steval-iol8docb.html
鏈接:https://www.st.com/zh/evaluation-tools/steval-iol8dicb.html
輸出驅動部分,采用8通道ISO8200支持隔離的8路高邊輸出。如需低邊輸出,可使用兩個IPS4260。板上3.3V供電可利用L6364內部電源從24V降壓提供。如IO-Link總線上電源不足,我們還提供外部電源接口,額外供電。如需數字信號隔離,可選用STISO621數字信號隔離器。電源部分包括DCDC:L7986,LDO:LD39050,ESD保護部分可根據通道需求選擇如SPT01-355、SMBJ30CA等。目前,此設計已量產。
在設計方面,ST可提供完整的參考設計方案,包括mini stack的參考設計、原理圖、PCB及軟件等內容,助力用戶快速產品化。
值得一提的是,ST的IO-Link解決方案還具有高度的靈活性和可擴展性。制造商可以根據自身的生產需求,靈活地選擇適合的IO-Link設備,構建符合自身需求的生產系統。

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