Eine der genialen Entwurfsideen von IO-Link war es, die Schnittstelle abwärtskompatibel zum etablierten Sensorstandard IEC60947-5-2 zu definieren. Die in dieser Norm spezifizierten binären Sensoren arbeiten mit einem Ausgangspegel von 24V. Für IO-Link wurde diese binär schaltende Ausgangsstufe um die Kommunikationsfunktion erweitert. Dank des ungewöhnlich hohen Signalpegels von 24V wird IO-Link zum robusten Kommunikationssystem. Außerdem wurden weitere Sicherungsmechanismen implementiert. So ist IO-Link eine bidirektionale serielle Kommunikationsschnittstelle mit drei verschiedenen Übertragungsgeschwindigkeiten: 4,8Kbit/s, 38,4Kbit/s und 230,4Kbit/s. Bei der Übertragung kommt ein Standard-UART-Frame mit Start/Stop-Bit, acht Daten-Bits und Parity-Bit zum Einsatz. Zusätzlich zum Parity-Bit wird jedes Telegramm bei IO-Link mit einer sechs Bit breiten Prüfsumme abgesichert. Im Übrigen erfordert IO-Link keine geschirmten Leitungen, sondern ist für Standard Sensorleitungen mit Längen von bis zu 20m spezifiziert. Sollten Übertragungen dennoch fehlschlagen, wird das Telegramm noch zweimal wiederholt. Erst nach dem Fehlschlagen des zweiten Wiederholversuchs erkennt der IO-Link-Master einen Kommunikationsabbruch und meldet diesen an die übergeordnete Steuerung. Selbst bei maximal möglicher Übertragungsrate (COM3, kleinste Zykluszeit) wird eine Fehlerrate von einem unentdeckten Fehler in 20 Jahren nicht überschritten.
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