食品制造商不再面临是否应数字化流程、实施工业4.0理念的问题，而是选择与哪个技术合作伙伴合作，以及如何顺利整合这些新方法。这一发展每三年在德国科隆的Anuga FoodTec贸易展场上得到体现。Anuga FoodTec董事Roland Thiemann证实：“近年来，参展商在简化通过传感器获取数据方面做了大量工作。”许多传感器解决方案已被开发出来，“使系统和流程的运营能够更加高效地组织”，自2025年初起在Koelnmesse GmbH担任该职位的Thiemann表示。

在上一次Anuga FoodTec会议上，我们清楚地认识到：传感器的集成在数字化理念中起着关键作用，比如工业4.0或工业物联网。首先，目标是将数据及其跨系统边界的交换标准化，直至云端。大量数据是通过传感器生成的。他们的任务是记录工艺变量，并通过接口传输到更高级别的自动化系统。云计算的基本理念是让这些数据始终数字化地供系统组件使用。目标是将现场层面的传感器连接到虚拟评估平台——云端。例如，他们会记录流程中的温度或压力，或监控系统的振动和功耗，作为大数据算法的基础。这需要强大、安全且灵活的通信架构。

然而，云连接在实际中也面临诸多挑战。即使在今天，许多传感器仍不支持以太网，而是通过模拟电流环路（4到20毫安）将测量值传输到可编程逻辑控制器（PLC）。相比之下，食品行业日益普及的IO-Link通信标准则有所不同。它标志着直接机器环境中数字化的开始。专家们认为，这项独立于现场总线的技术是智能工厂不可或缺的构建模块。“除了实际测量值外，配备IO-Link的传感器还能提供有价值的诊断数据。这有助于用户进行预测性维护，从而延长系统的使用寿命，”德国富尔达Jumo产品经理Alexander Hof说。背景是IO-Link允许更高级别系统并行访问这些额外值，与实际测量值并行。得益于其双向通信能力，IO-Link支持详细诊断和传感器及执行器的实时反馈。这对于全面的连接性和精确的机器对机器（M2M）通信至关重要。

达能作为全球领先的乳制品供应商之一，展示了IO-Link标准如何推动自动化的关键因素。消费者对植物基饮料需求的持续增长促使公司将法国最大的工厂之一转为燕麦饮料生产。达能位于维勒孔塔尔-苏尔-阿罗斯工厂的董事蒂埃里·帕斯凯谈及原因：“80%的客户表示他们希望将饮食从动物蛋白转向植物蛋白。自然，我们希望通过提升燕麦饮料的生产能力来考虑这一因素。这一决定也有助于达能实现全球企业目标，即减少80%的二氧化碳排放和用水量。”

从储罐到管道、阀门块和CIP系统：所有东西都从牛奶转向燕麦——仅仅一年时间。负责工厂自动化的塞巴斯蒂安·佩雷斯解释道：“在此期间，所有旧系统都必须拆除，以便在其他地点重建。”与此同时，燕麦饮料生产的工厂组件，包括自动化技术，逐步重建。佩雷斯团队由集成商Boccard支持，数字化依赖于ifm electronic GmbH的两项技术：AS-interface（AS-i）和IO-Link。AS-i的特点是黄色的双芯扁平电缆，可铺设距离可达1000米。通过铺设光纤电缆，可覆盖长达3000米的距离。传感器和执行器可以通过AS-i模块轻松连接在任何位置。功率要求更高的执行器可通过一根额外的24伏扁平电缆提供补充电源，该电缆与数据电缆平行，也通过模块。专用的现场兼容 IO-Link 主控器将传感器的数字信号打包并转发到 AS-i 级别。Peres强调：“IO-Link传感器为我们提供了比传统自动化系统更多的诊断选项，这带来了高度的流程透明度。”

许多安装的IO-Link传感器除了实际测量值外还会传输额外数据。例如，压力传感器也可以记录测量点的温度。除了电流流量外，流量传感器还将压力、介质温度和总流量作为数字测量值传输。IO-Link 的另一个实用功能是可以选择将传感器参数保存在连接的 IO-Link 主控设备上。这使得在发生故障时更换传感器变得非常方便。这种燕麦基底饮品的生产现已在维勒孔塔尔-苏尔-阿罗斯启动。所有信息都可以在集中地点实时监控。“多亏了数字化，我们了解了所有流程和参数。这让我们能够迅速应对偏差，“塞巴斯蒂安·佩雷斯说。

因此，IO-Link的优势显而易见。尤其是食品生产的机器或整个工艺单元（滑架）供应商，往往集成了支持IO-Link的传感器和执行器。大多数IO-Link传感器可以通过简单更改设备配置，选择在模拟模式下作。这意味着生产中的工作流程可以作为改造项目的一部分最初保留。如果除了实际进程参数外，后续还需要诊断和服务数据等额外信息，安装的具备IO-Link功能的设备可以简单地转换为数字信号。其中一个例子是Bürkert流体控制系统公司推出的FLOWave流量计，最近除了配备4到20毫安的接口和以太网外，还配备了IO-Link。

即使IO-Link不是过程工程中最强大的通信标准，它也允许简单地集成到既有的现场总线系统中。这反过来提供了最低现场层级的通信，允许从传感器获取额外的过程和诊断数据。尽管如此，IO-Link并非现场总线，而是基于IO-Link主站作为现场设备与相应传感器或执行器之间的点对点连接。这意味着：即使是带有IO-Link接口的现代传感器，也并非严格意义上的云端支持。需要一个主模块通过以太网或其他自动化协议（如Profinet）与高级PLC通信。然后，主模块可以通过OPC UA或MQTT等协议将数据转发到云端。网关是IO-Link与云之间的实际桥梁。它接收来自IO-Link主控的数据并将其转换为兼容云的格式。该技术针对工业物联网（IIoT）进行了优化，具备灵活云应用所需的一切。这意味着工业4.0应用可以通过改装轻松实现，无需更换控制单元或干预控制系统。