本系列的第二篇博文介绍了如何使用IO-Link®从站收发器设计与网络无关的工业现场设备（传感器/执行器）。下一步是设计IO-Link主站，将这些设备与工业网络（或现场总线）连接起来，把工厂车间的过程数据传输到可编程逻辑控制器(PLC)，如图1所示。这篇博文探讨了ADI公司的工业通信解决方案，这些解决方案可以加速灵活IO-Link主站的设计进展，该主站可支持智能现场设备使用较为热门的协议进行通信。如果您还未阅读本系列的上一篇博文，请点击此处。

图1. IO-Link从站通过IO-Link主站连接到工业以太网

选择灵活的IO-LINK主站收发器

IO-Link主站接收传感器的过程值并将其聚合，然后传输到更高级别的工业网络，而IO-Link执行器则以相反的方向传输过程值。IO-Link主站可以支持的从站数量取决于可用端口的数量，这意味着IO-Link主站可能需要设计多个收发器。因此，选择IO-Link主站收发器时要考虑的关键设计参数包括：

•通道数

•可配置性

•保护

•易于集成

ADI公司的MAX14819在所有这些方面都表现出色。这款低功耗双通道IO-Link主站收发器完全符合新发布的IO-Link和二进制输入标准及测试规范。该器件还包括两个辅助数字输入(DI)通道，同时为了简化微控制器选择，它还具有带UART和FIFO的帧处理器，用于对所有M序列帧类型进行时间关键控制。为了在工业环境中提供高稳健性，MAX14819集成了两个低功耗传感器电源控制器，以提供高级限流、反向电流阻断和极性反接保护功能。图2显示了MAX14819如何连接到IO-Link主站中的微控制器单元(MCU)（图中还包含辅助电源和隔离IC）。

图2. MAX14819主站收发器的典型（单通道）应用电路

选择灵活的工业网络接口

ADI公司的ADIN2299 RapID平台第二代(RPG2)网络接口（图3）是一种经过预先测试的完整解决方案，可用于管理工业网络流量。该平台包含IO-Link主站参与任何广泛使用的工业以太网所需的一切，包括：

EtherCAT；

PROFINET®实时(RT)和同步实时(IRT)；

EtherNet/IP；

除了外，ADIN2299还支持Powerlink和Modbus工业通信协议。

图3. ADIN2299 RPG2网络接口的功能框图

这种高度集成且经过全面测试的解决方案专为在星形、线形或环形工业网络拓扑中运行而设计，包括通信控制器、双端口10/100Mbps以太网交换芯片、存储器和物理层(PHY)收发器。ADIN2299硬件与其软件和预先认证的工业协议相结合，不仅提供多个协议栈，还提供RTOS、文件系统、驱动程序和TCP/IP，从而缩短设计和调试时间。

IO-Link主站中的MCU可以通过SPI接口（还提供了以太网和UART接口）轻松连接到该交换平台，而平台软件为MCU提供了一个支持工业协议的统一接口，因此无需更改其自身的固件。这就消除了与增加额外协议相关的学习曲线，从而可以缩短开发时间。安全性是ADIN2299的另一个关键特性。该器件具有安全引导和安全更新功能，可确保仅执行经过验证的代码，从而可以降低由网络攻击造成的现场中断风险。图4为完整IO-Link主站设计的框图和ADI公司推荐的解决方案列表。

图4. IO-Link主站设计框图和推荐产品解决方案

将ADIN2299集成到IO-Link主站设计之前，可以使用ADI公司的EV-RPG2评估套件验证从MCU到PLC（或基于PC的工具）的通信路径。该套件的定制版本可用于评估EtherCAT、EtherNet/IP、Profinet、Powerlink和Modbus工业协议。