森特奈 IO-Link 设备全系指南（下）｜告别复杂布线：一根 M12 电缆能做什么？
工业现场的“最后一公里”挑战
在现代自动化系统中，数据采集早已不是难题。各类传感器能够精准测量温度、压力、流量等关键参数。
但从“感知”到“执行”，往往仍有一道“最后一公里”——数据虽然采上来了，却难以高效管理、灵活配置和透明诊断。
传统方案中，PLC 是控制系统的核心，负责逻辑计算与动作执行。然而随着现场设备增多，模拟信号与分散布线让 PLC 的维护与扩展成本显著上升。IO-Link 的出现，正是为了解决这一层面的“信息瓶颈”：它让传感器与执行器能够以标准化、可参数化的方式与 PLC 通信，使得数据传输更清晰、配置更灵活、诊断更实时——不是取代 PLC 的控制能力，而是强化 PLC 的感知与管理能力。
本文将系统介绍 IO-Link 传感器与继电器模组的核心特性，并通过三套典型组合方案，展示如何在冷却系统、包装线与真空烧结炉等场景中实现端到端的智能控制。
测量单元：多样化的 IO-Link 传感器阵列
涡街流量传感器：动态流体的精准监测
涡街流量计基于卡门涡街原理，通过检测流体流经柱状阻流体时产生的涡旋频率，实现非接触式流量测量。
目前，森特奈的涡街流量传感器专为水介质设计，具有以下特征：
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量程范围：10–100 L/min，适用于冷却水循环与工艺供水监控；
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输出模式：支持开关量（频率脉冲）、4–20 mA 模拟量及 IO-Link 数字通信三种并行输出，兼容不同控制系统；
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结构优势：结构简单、无运动部件，抗结垢、易清洗，长期运行稳定。
在 IO-Link 模式下，流量计不仅上传瞬时流量，还可同步输出设备状态，为过程优化和维护决策提供可视化数据。
压力传感器：过程控制的关键节点
压力是过程工业的核心参数之一。现代 IO-Link 压力传感器多采用陶瓷或扩散硅压阻结构，具备以下特点：
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测量范围：从真空（–1 bar）到高压（600 bar）覆盖广泛工况，精度等级可达 ±0.5% FS；
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响应速度：典型电子响应时间在 10 ms 级，适用于快速变化场合；
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多输出并行：IO-Link + 模拟量 + 可编程开关量并存，便于新旧系统混合改造。
在气动系统、液压站或真空设备中，压力传感器常作为安全联锁的触发源——当压力超限时，通过继电器模组立即切断动力或开启泄压阀，实现安全保护。
温度传感器与变送器：热过程的全方位监控
温度测量涉及多种原理。IO-Link 系列中常见两种方案：
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Pt1000 温度变送器
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将 RTD 信号转换为标准 IO-Link 输出；
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测量范围 –50 °C 至 +150 °C；
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内置线性化与冷端补偿，精度可达 ±1 °C。
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集成式 IO-Link 温度传感器
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采用 Pt1000 元件，长期稳定、响应快；
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不锈钢外壳，防腐蚀、耐压；
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可旋转显示，安装维护便捷。
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通过 IO-Link 主站可远程设置报警阈值，无需现场调校，大幅降低维护与更换成本。
执行单元：灵活高效的继电器模组
IO-Link 继电器模组架构
继电器模组作为 IO-Link 网络的从设备，负责将主站下发的数字指令转化为物理触点动作。
根据系统架构可分为：
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主模块：如 SIOL-TL-16RM1S，提供 16 路继电器输出，通过 IO-Link 与上位系统建立通信与参数通道；
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扩展模块：如 REX-16R1S 或 REX-8R1S，可与主模块级联，实现 8 或 16 路扩展输出。
模组接口与功能特性
森特奈的 IO-Link 继电器模组并不包含继电器本体，而是作为带有 IO-Link 通信与状态指示功能的继电器底座平台使用。
其核心特性包括：
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通道配置：每个通道对应一个独立继电器插座，可兼容欧姆龙、宏发、和泉、町洋等标准型号（如 G2R-1-S、HF157F/24-1Z 等）；
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安装方式：支持 DIN35 导轨或面板固定安装，便于在控制柜或模块化布线系统中灵活部署；
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通信与诊断：通过 IO-Link 可监控每路输出状态、继电器动作次数、电源与通信状态，并支持 ISDU 参数访问与数据存储；
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扩展能力：主模块（如 SIOL-TL-16RM1S）可与扩展模块（REX-8R1S / REX-16R1S）级联，最多实现 32 路输出，满足多点控制需求。
诊断与维护优势
传统继电器失效难以预判。IO-Link 继电器模组可实时上报：
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触点累计动作次数（寿命预警）；
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线圈电流异常（接触不良检测）；
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负载短路或开路状态。
这些诊断数据经主站汇总至 SCADA 或 PLC 系统，实现从“被动维修”向“预测性维护”的转变。
典型组合方案：从理论到实践
方案一：工业冷却系统的智能联动
场景需求：
机械加工车间的冷却水循环系统需监控供水温度与流量，并在异常时自动启停备用泵或触发报警。
系统配置：
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Pt1000 温度变送器（0–100 °C）监测供水温度；
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涡街流量计（10–100 L/min）监测瞬时流量；
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SIOL-TL-16RM1S 继电器模组驱动备用泵与报警塔灯；
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通过 8 端口 IO-Link 主站汇聚信号与执行通道，并经 PROFINET 接入 PLC。
控制逻辑：
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PLC 采集来自流量计与温度传感器的 IO-Link 数据；
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当温度 > 85 °C 或流量 < 15 L/min 时，PLC 程序判定异常；
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PLC 输出控制信号，经 IO-Link 主站下发至继电器模组；
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继电器 K1 启动备用泵，K2 驱动报警塔灯；
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系统同步记录报警与运行状态。
方案价值：
简化了信号布线、统一了接口标准，并让每个传感器与继电器通道都具备可参数化与可诊断性。
这意味着工程师可以更快速地完成调试、维护与扩展，而系统逻辑依旧由 PLC 全面掌控。
方案二：包装线的精准分拣控制
场景需求：
在食品包装线上，需要根据产品重量和气压检测结果，自动剔除不合格品，并保证输送带与气动推杆的协同动作。
系统配置：
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压力传感器（0–10 bar）直接接入 IO-Link 主站，用于监测气动回路的工作压力；
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M12 自适应 IO-Link 子站，用于连接光电传感器（检测产品到位）及电磁阀（驱动推杆）；
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REX 系列 IO-Link 继电器模组控制推杆与输送带启停，实现动作联动。
控制逻辑：
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产品到位信号触发采样；
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若压力 < 6 bar 或 > 9 bar，压力传感器通过 IO-Link 主站上报异常；
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主站下发控制指令：继电器 K1 断开推杆气源，K2 停止输送带；
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操作员确认后复位系统，恢复正常分拣运行。
方案价值：
该方案以 IO-Link 主站为通信核心，将压力检测、光电检测与动作执行整合在同一网络下。
通过 IO-Link 实现信号采集与控制分发的标准化，工程师可以在 PLC 中统一配置和监控各节点状态。
与传统点对点布线相比，系统结构更简洁、调试更直观、维护更高效，在多站分拣与自动剔除工位中尤为适用。
方案三：真空烧结炉冷却段的温度闭环
场景需求：
陶瓷烧结炉的冷却段对温度控制精度要求极高。若冷却速率过快或温差过大，制品容易产生微裂。系统需实时监测炉内外温度与冷却水状态，并联动风机实现柔性冷却控制。
系统配置：
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IP67 热电偶输入子站接入热电偶探头，分别监测炉内与炉外温度；
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涡街流量传感器测控冷却水的流速与介质温度，确保冷却回路稳定；
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REX 继电器模组控制风机启停或切换，实现冷却能力的分级控制。
控制逻辑：
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系统采集炉内外温度数据，计算温差 ΔT；
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根据冷却水流速与温度，动态判断冷却效果；
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PLC 根据逻辑阈值输出控制信号，经 IO-Link 主站下发至继电器模组；
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继电器模组控制风机启停或切换运行状态，维持温差平稳下降。
方案价值：
该方案将温度、流量与风机控制整合在统一的 IO-Link 通信网络中，使系统在保持高精度温控的同时，实现冷却过程的可视化与可追溯。
IO-Link 的参数化能力让每个测点都能被独立配置、标识与诊断，便于维护与复制。
相比传统模拟量系统，布线更简洁、调试更高效、诊断更直观，特别适合多腔炉、分区冷却等复杂工艺的智能化改造。
智能制造的下一步
从涡街流量计到压力传感器，从 Pt100 变送器到继电器模组，IO-Link 技术正让现场层的信号采集与执行控制变得更清晰、更标准。
三套方案表明：无论是冷却系统的联动控制、包装线的自动分拣，还是烧结炉的温度调节，现场的每一个节点都能被数字化、被识别、被管理。
IO-Link 不改变控制逻辑，却改变了数据流的组织方式与设备层的协作方式——让“最后一公里”不再是信息断点，而成为工厂智能化的起点。
客户支持与服务
天津森特奈电子深耕工业自动化领域 17 年,已为轨道交通、汽车制造、新能源等行业提供超过 170 个应用案例。我们提供从传感器选型、系统集成到售后诊断的全周期服务。如您想要了解森特奈产品的更多信息，请联系销售人员或致电公司 022-83726972。或您可登录森特奈的官网 www.sentinel-china.com 。
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