在工業(yè)自動化的浪潮中，制造業(yè)正經(jīng)歷著一場革命性的變革。隨著工業(yè)4.0的推進，自動化和智能化的需求不斷增長，傳統(tǒng)的集中式IO系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代制造業(yè)對于靈活性、擴展性和維護性的需求。因此，工業(yè)自動化正逐漸向分布式IO架構(gòu)轉(zhuǎn)變，這種架構(gòu)通過將IO設(shè)備，傳感和執(zhí)行器分布到現(xiàn)場的末端，簡化了布線，提高了系統(tǒng)的靈活性和可維護性。在這一背景下，IO-Link技術(shù)以其在分布式IO中的獨特優(yōu)勢，正在工業(yè)自動化領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。

IO-Link技術(shù)作為一種新興的通信協(xié)議，其主要特點和優(yōu)勢包括簡便的安裝和配置、高效的數(shù)據(jù)傳輸、靈活的擴展性和智能診斷功能。這些特點使得IO-Link技術(shù)在簡化布線、提高系統(tǒng)響應(yīng)速度和可靠性、降低維護成本等方面具有顯著優(yōu)勢。IO-Link支持雙向通信，能夠?qū)崟r傳輸設(shè)備狀態(tài)和診斷信息，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可靠性。此外，IO-Link設(shè)備可以靈活地添加到現(xiàn)有系統(tǒng)中，支持熱插拔，極大地提高了系統(tǒng)的擴展性。智能診斷功能使得IO-Link設(shè)備具備自診斷能力，能夠?qū)崟r監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)并提供故障預(yù)警，降低了維護成本。

ST的IO-Link 16-Channel DIO Hub解決方案

在這樣的大背景下，ST公司推出了其IO-Link 16通道輸入輸出HUB解決方案，以滿足工業(yè)自動化對分布式IO的需求。該方案集成了多個高性能芯片，提供了高效、可靠的DIO解決方案，并通過創(chuàng)新的設(shè)計，提升了系統(tǒng)的安全性、可靠性和靈活性。

ST的IO-Link 16通道輸入輸出HUB解決方案采用了控制端及通道端隔離的設(shè)計，這種設(shè)計確保了系統(tǒng)的安全性和可靠性。在工業(yè)環(huán)境中，負載端的輸出通道電氣噪聲和電壓波動是常見的問題，控制端和負載端的電源隔離設(shè)計可以有效防止這些問題對系統(tǒng)造成的影響，保障控制端對異常狀態(tài)的監(jiān)控和上報。每通道最大700mA輸出能力，配合輸出短路、過載限流保護以及過熱關(guān)斷保護等功能，使得該方案在驅(qū)動能力上具有顯著優(yōu)勢。使用兩片IPS8200HQ芯片實現(xiàn)16通道輸出功能，大大減少了芯片的用量。靈活的SPI接口保障了通訊的魯棒性，提高了輸出的穩(wěn)定性，也增強了系統(tǒng)的靈活性。

該方案支持Class-B型IO-Link線纜供電，這意味著除M12連接器連接外，無需外接電源供電，簡化了線纜連接，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。這種設(shè)計在現(xiàn)場應(yīng)用中可以大大減少布線工作，提高安裝效率，同時也降低了系統(tǒng)的維護成本?？觳灏蔚腎O-Link接口和輸入輸出接口設(shè)計，滿足了產(chǎn)線上在故障情況下快速維護的需求。這種設(shè)計使得在生產(chǎn)線出現(xiàn)故障時，可以迅速更換或修復(fù)模塊，減少停機時間，提高生產(chǎn)效率。

16對紅綠LED分別指示通道的輸出狀態(tài)及故障狀態(tài)，這種直觀的狀態(tài)指示可以幫助操作人員快速識別和定位問題，提高維護效率。驅(qū)控隔離的方案保證了電源的完整性，確保在驅(qū)動端故障損壞的情況下，控制端能正常工作，并將故障上報。這種設(shè)計提高了系統(tǒng)的容錯能力，確保了生產(chǎn)的連續(xù)性。

基于TVS實現(xiàn)的完善的靜電及浪涌保護，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。在工業(yè)環(huán)境中，靜電和浪涌電壓是常見的問題，這些保護措施可以有效防止這些問題對系統(tǒng)造成的影響。

ST還能進一步提供什么

ST提供的免費IO-Link從站協(xié)議棧，支持ISDU、EVENT等功能，這為客戶開發(fā)產(chǎn)品提供了便利。通過使用這些協(xié)議棧，客戶可以更快地開發(fā)出符合IO-Link標準的設(shè)備，加速產(chǎn)品上市。

ST提供的整體解決方案包括原理圖、BoM、Gerber、軟件工程等，這些資源可以協(xié)助客戶快速開發(fā)出產(chǎn)品，加快新品上市速度。這種一站式的服務(wù)模式，不僅為客戶節(jié)省了時間和成本。同時多次驗證的解決方案，也提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

在芯片層面，ST的解決方案中使用到了多款高性能芯片，包括IPS8200HQ、SCLT3-8BQ7、L6364Q、STM32G071CBT6、ISO621和SMBJ30CA。這些集成芯片的組合，不僅滿足了產(chǎn)品設(shè)計對更小尺寸，更高靈活度的追求，還提供了高度的可靠性和安全性。

· IPS8200HQ是一款SPI接口的8通道智能高邊開關(guān)，每通道提供700mA的輸出驅(qū)動電流能力，具備過載保護、過溫保護和快速消磁功能。

· SCLT3-8BQ7是一款八路電流限流芯片，用于將24V工業(yè)數(shù)字量輸入信號轉(zhuǎn)換為SPI信號輸出至微控制器。

· L6364Q是一款I(lǐng)O-Link雙通道收發(fā)器，專為IO-Link從站應(yīng)用設(shè)計，支持IO-Link標準。

· STM32G071CBT6是一款高性價比微控制器，負責(zé)處理IO-Link通信協(xié)議和控制各個通道的輸入輸出。

· ISO621是一款信號隔離芯片，用于實現(xiàn)系統(tǒng)端和負載端的數(shù)字信號的電氣隔離。

· SMBJ30CA是一款浪涌防護芯片，用于保護系統(tǒng)免受靜電和浪涌電壓的沖擊。

ST的IO-Link 16通道輸入輸出HUB解決方案的推出，不僅體現(xiàn)了ST在芯片層面的價值，更展現(xiàn)了ST在方案層面的經(jīng)驗和技術(shù)價值。通過這一解決方案，ST希望幫助客戶縮短產(chǎn)品開發(fā)和面世周期，推動智能制造的進一步發(fā)展。在工業(yè)自動化的新時代，ST的這一解決方案無疑將成為推動行業(yè)進步的重要力量。通過提供高性能的芯片和全面的解決方案，ST正在幫助客戶實現(xiàn)更高效、更可靠、更智能的工業(yè)自動化系統(tǒng)，引領(lǐng)工業(yè)自動化進入一個全新的時代。