在工業自動化領域，自動化網絡的不斷發展讓我們對“一網到底”充滿了向往，期望通過一個網絡，全面、詳細地讀取網絡中各部件信息并進行故障診斷。然而，現實技術條件和經濟成本給這一“期望”帶來了諸多挑戰。 以常用的PROFInet為例子，假設要實現一網到底，那么小到每個限位開關、光電開關，大到每臺電機驅動器都需要集成PROFInet端口和協議。這一點無論是從技術性還是經濟性來看，似乎都有些不切實際。

從技術性的角度，以S7-1515系列為例，其最大能夠支持256個PROFInet從站，而大型自動化場景中，各類開關、傳感器、驅動器等的數量總和遠超256這個數字。從經濟性來看，若讓普通的傳感器和開關都集成PROFInet接口，這意味著成本將大幅度上升而且外觀尺寸也需要重新設計。

IO-Link協議的“橫空出世”

早在2008年，IO Link協議就被納入IEC 61131-9標準中，正式成為工業自動化領域的開放通信協議，其采用2線制的通信方式可將簡單傳感器上的狀態信息和診斷信息傳遞給IO Link主站，然后再由IO Link主站轉換為上一層的工業網絡協議，例如PROFInet, EtherCAT等，這樣就能從技術性上和經濟性上實現“一網到底”的目標。

2022年IO Link Safety正式亮相德國紐倫堡SPS展會，把功能安全納入到了IO  Link的范疇，這樣一來設備上與功能安全相關的傳感器、開關、執行機構等就能夠通過IO Link Safety協議并入自動化網絡中。IO Link Safety協議遵循IEC 61139-2（工業網絡 - 單點數字通信接口 - 第2部分：功能安全擴展）標準，能夠滿足EN ISO 13849-1 PLe和IEC 61508/62061 SIL 3的安全等級要求。

傳統安全網絡架構的痛點

IO Link Safety推出以前，我們通常是將安全相關的傳感器、開關和執行機構連接到1個現場總線/網絡站點（IP67或者IP20）上，由這個站點向上再傳輸每個器件的簡單狀態信息（ON/OFF）或者控制每個執行部件（ON/OFF）。從通信層面來看并未到達傳感器和執行機構這一現場層，因此現場層上的很多診斷信息都是無法被控制器獲取的，例如安全開關的溫度、安全光幕的供電電壓、執行機構的剩余動作次數壽命等。

IO-Link Safety的優勢

有了IO Link Safety協議后，安全傳感器、安全執行機構廠家可以輕松地利用2線制原理將IO Link Safety協議集成在安全部件上。這些安全部件通過簡易的2線制電纜連接到IO Link Safety Master站點后就能輕易地連入自動化網絡中，例如PROFInet, EtherCAT等，這樣的網絡架構不會過多占用上層網絡協議的站點數量—僅IO Link Safety Master站點會占用，也不會使得原有的安全部件價格成本大幅度提高。

IO-Link Safety能夠為工業自動化帶來更優化的通信與安全保障，它解決了傳統安全網絡架構的痛點，實現了技術性、經濟性與功能安全的有效融合，是工業自動化領域邁向“一網到底”與智能化、安全化發展的重要一步。作為安全自動化領域的知名品牌，皮爾磁PILZ針對IO Link Safety協議的硬件產品將于今年陸續上市，包括IO Link Safety Master主站，帶有IO Link Safety接口的高級安全光幕以及集成IO Link Safety接口的按鈕單元PITgatebox等，讓我們期待一下吧！