工業(yè)4.0的關(guān)鍵：基于STM32G0/G4的低成本IO-Link級(jí)聯(lián)HUB方案

IO-Link：工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù)

作為工業(yè)4.0“最后一米”的通信技術(shù)，IO-Link已成為現(xiàn)場(chǎng)傳感器與執(zhí)行器的標(biāo)準(zhǔn)接口。在這一體系中，IO-Link Hub扮演著至關(guān)重要的角色，負(fù)責(zé)將分散的信號(hào)集中管理并傳輸至上層控制系統(tǒng)。

行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景

1. 汽車(chē)制造

IO-Link Hub可接入現(xiàn)場(chǎng)成千上萬(wàn)的傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)信號(hào)（如光電開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)），通過(guò)總線與PLC連接，大幅減少布線復(fù)雜度與成本。

2.食品包裝

在食品包裝生產(chǎn)線中，IO-Link Hub可與RFID系統(tǒng)并行工作，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)信號(hào)的快速切換，提升產(chǎn)線靈活性，滿足多樣化包裝需求。

3. 飲料罐裝

在飲料罐裝行業(yè)，IO-Link Hub可確保執(zhí)行器在突發(fā)情況下的安全運(yùn)行。例如，當(dāng)通信信號(hào)中斷時(shí)，控制罐裝流體的執(zhí)行器會(huì)立即關(guān)閉，避免安全事故并減少停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

IO-Link的核心優(yōu)勢(shì)

三線打天下：采用標(biāo)準(zhǔn)非屏蔽電纜，替代傳統(tǒng)復(fù)雜總線，降低布線成本并簡(jiǎn)化安裝過(guò)程。

拓?fù)渥杂桑?/strong>支持星型、級(jí)聯(lián)等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，單主站最多可接入256路信號(hào)，提供靈活的設(shè)備連接方案。

協(xié)議透明：主站可無(wú)縫對(duì)接PROFINET、EtherCAT等上層網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多協(xié)議互聯(lián)互通，增強(qiáng)系統(tǒng)擴(kuò)展性。

供電彈性：A類(lèi)/B類(lèi)端口支持不同功耗設(shè)備，滿足多樣化供電需求，提升系統(tǒng)適應(yīng)性。

展示板照片正面

展示板照片背面

核心技術(shù)亮點(diǎn)

1. 自研IO-Link從站協(xié)議棧：支持二級(jí)級(jí)聯(lián)，理論上可實(shí)現(xiàn)31級(jí)級(jí)聯(lián)（受限于電源供電能力）。

2. 固件在線升級(jí)：支持遠(yuǎn)程更新，提升維護(hù)效率。

3. 多重監(jiān)測(cè)功能：支持短路監(jiān)測(cè)與欠壓監(jiān)測(cè)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定性。

4. 靈活信號(hào)配置：支持16路數(shù)字信號(hào)，自定義輸入/輸出模式。

5. 安全與信號(hào)反轉(zhuǎn)：支持端口安全狀態(tài)與信號(hào)反轉(zhuǎn)功能，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。

方案方塊圖

方案規(guī)格與技術(shù)參數(shù)

核心器件

- IOLD-16DIO-R200：基于STM32G0，搭配4×VNQ500、L6362、L6360。

- IOLD-16DIO-R300：基于STM32G4，搭配2×IPS8200、2×SCLT3、L6362、L6360。

IO-Link通信

- 協(xié)議版本：IO-Link V1.1.4

- 傳輸速率：COM3=230.4kBaud

- 最小通信周期：0.4ms

- 過(guò)程數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：非級(jí)聯(lián)模式為2字節(jié)輸入/2字節(jié)輸出，級(jí)聯(lián)模式為4字節(jié)輸入/4字節(jié)輸出。

電氣參數(shù)

- 工作電壓：18-30VDC

- 開(kāi)關(guān)電流：16×350mA

- 傳感器總電流（US）：4A

- 執(zhí)行器總電流（UA）：4A

- 最大靜態(tài)電流：≤50mA

通過(guò)基于STM32G0和STM32G4的低成本IO-Link級(jí)聯(lián)HUB方案，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備連接與管理變得更加高效、靈活，為工業(yè)4.0的全面落地提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

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