此舉可幫助機器到機器通訊在資料、頻寬與網路方面呈指數成長，打造在各層級反應更靈敏的智慧工廠。

雖然機器人與協調生產線等大型系統是主要的吸睛焦點，但若沒有感測器和致動器與負責生產線運轉的可編程邏輯控制器 (PLC) 進行通訊，就無法實現自動化。感測器和致動器可於本機或遠端運作，所需數量通常比其支援的複雜系統多出許多。為滿足各種系統尺寸的種種要求，就必須進行整體工廠通訊最佳化。

將乙太網路運用在工業用途的協定，與工廠中的現場匯流排一樣廣受歡迎。EtherCAT® 與 Profinet 等工業乙太網路協定除了提供自動化製造所需功能外，也可提供高頻寬、長實體連接、低延遲與決定性資料傳遞。此外，以這些標準為基礎的現場網路可輕鬆與大型工廠資料網路與網際網路整合。

但對感測器與致動器而言，工業乙太網路則常太過穩固且過於強大。這些系統通常需要點對點通訊而非現場匯流排，相關頻寬需求也通常較低。IO-Link 便成為創新解決方案，是一種以標準佈線與實際互連為基礎的雙向通訊協定。IO-Link 不僅可有效將工廠資料帶至 PLC，也支援進階設定、診斷與維護，並可與現有現場匯流排佈線互補。

由於 IO-Link 與工業乙太網路互補，因此可幫助網路工廠系統設計人員了解兩種標準如何共同合作。本白皮說明這些技術間的差異，並討論德州儀器 (TI) 對工業通訊設計有所幫助的解決方案範圍。TI 針對一般與整體工業應用提供許多支援通訊的產品組合。其中有幾個 TI 解決方案為工業自動化中通訊專用，並由與客戶長期關係獲得的專業知識建立與支援。TI 擁有製造技術優勢

圖 1 工業通訊應用實例。

與深度設計支援，可幫助工業系統開發人員竭力滿足現今智慧工廠的需求。

感測器與致動器是最基本的自動化單元，負責傳送網路系統的資訊並做為指示。過去這些裝置是透過介面連接至控制單元，提供的智慧程度有限，因此能交換的配置與診斷資訊十分有限或根本沒有。安裝新裝置時需在使用點手動進行配置，若無診斷資訊，則無法執行及時預防性維護。

IO-Link (國際電子電機委員會 [IEC] 61131-9) 是一種開放式標準協定，可處理感測器與致動器等小型裝置的智慧需求。此標準可在通常做為通往現場匯流排與 PLC 閘道的裝置與主要裝置間提供低速點對點序列通訊。建立的智慧鏈路可使資料交換、配置與診斷的通訊變得更加簡單。

IO-Link 連接由最長可達 20 公尺的未屏蔽三線式電纜構建而成，此類電纜通常配備 M12 連接器。資料傳輸速率範圍可達 230 kbps，非同步最小週期時間則為 400 µs +10%。此外提供四種操作模式，支援雙向輸入/輸出 (I/O)、數位輸入、數位輸出與停用。安全機制與決定性資料傳遞則未指定。稱為 IO 裝置描述 (IODD) 的設定檔包含通訊特性、裝置參數、識別、程序與診斷資料，以及裝置和製造商專屬資訊。

IO-Link 系統的優點包括標準化佈線、資料可用性提升、遠端監控與配置、裝置更換方便，以及進階診斷。IO-Link 讓工廠主管得以接收感測器更新，並計畫接下來的維護或更換計畫。將需更換的感測或致動單元進行替換，以及透過 IO-Link 主要裝置從 PLC 配置新單元，將可省去手動設定步驟並減少停機時間。無需親自到工廠即可遠端進行生產配置切換，也使產品客製變得更加簡單。此外，由於與現有標準 I/O 安裝及佈線向後相容，因此工廠立即可將生產線升級至 IO-Link。以上功能可降低整體成本、提升處理效率及機器可用性。

圖 2 現場級通訊。