IO-Link trends

Wereldwijd - fabrikantonafhankelijk - veldbusoverschrijdend: De eisen en verwachtingen van IO-Link technologie zijn hoog en in de toekomst moeten ze zich uitstrekken tot de standaardisatie van de kleinste en op maat gemaakte toepassingen. De fabrikanten spannen zich in om van de IO-Link standaard een sleuteltechnologie te maken voor flexibele, veilige en slimme productieconcepten.

Het doel is om verschillende IO-Link profielen op te stellen die voordelen bieden voor eindklanten, systeemintegrators en fabrikanten van apparaten. Het resultaat voor alle belanghebbenden is een reeks verschillende harmonisatieniveaus van apparaatbeschrijvingsbestanden (IODD's) voor de besturing en diagnose van sensoren en actuatoren in het veld.

Deze kunnen worden onderverdeeld in drie klassen:

• Fabrikantspecifieke kenmerken met specifieke IODD's
• Profielen van slimme apparaten met geharmoniseerde IODD's
• Toepassingsprofielen voor specifieke toepassingen met communautaire IODD's

Dankzij deze harmonisatie kan ook worden voldaan aan verschillende vereisten voor individuele IO-Link apparaten voor specifieke toepassingen. Dit verhoogt de planningsbetrouwbaarheid voor gebruikers en verlaagt de integratiekosten aanzienlijk. Het IO-Link consortium heeft de weg naar de toepassingsprofielen (AP) beschreven in een roadmap. Het is de bedoeling dat er in de komende jaren nog meer Smart Device Profiles (SDP) en initiële toepassingsprofielen worden gepubliceerd.

In de loop der jaren heeft IO-Link zich gevestigd als een sensor/actuator-communicatiesysteem. IO-Link Safety is nu klaar om te profiteren van de bijbehorende voordelen op het gebied van veiligheidstechnologie, zoals besparingen op bekabeling, conventionele in- en uitgangskaarten en het opvragen van analoge meetwaarden voor statusbewaking.

Vereisten

• 5-pins M12-connectoren en gestandaardiseerde softwaretools voor het integreren van verschillende apparaten van verschillende fabrikanten
• Een centrale FS-Master voor apparaten met verschillende signaaluitgangen
• Compatibiliteit met eerdere "standaarden" (bijv. OSSD)
• Automatische controle van opgeslagen parameters, authenticiteit en I/O-datastructuur tijdens het opstarten van de poort
• Timing van de FS-Master en FS-Devices overeenkomstig de duur van de zelftests
• Automatische overdracht van parameters bij vervanging van defecte FS-apparaten

De apparaten worden aangesloten op de IO-Link veiligheidsmaster (FS-master). Een gestandaardiseerde sensor-actuatorinterface (M12/5-pins) maakt het eenvoudig om apparaten van verschillende fabrikanten te integreren. In de toekomst zal een universele softwaretool worden gebruikt voor inbedrijfstelling om de behoefte aan speciale gateways bij het integreren van apparaten te verminderen. Door een compacte FS-Master te gebruiken, kunnen de vele evaluatiekaarten (invoer- en uitvoerkaarten) achterwege blijven. Dit zorgt voor minder bekabeling en eenvoudige verwerking van analoge waarden. De communicatie met de FS-PLC verloopt via het betreffende FSCP-domein.

Net als voorheen zijn er twee aparte OSSD-kanalen beschikbaar in de compatibiliteitsmodus. Je kunt kiezen tussen verschillende modi. Hierdoor kan een sensor via IO-Link worden geparametreerd voor eenvoudige inbedrijfstelling en vervolgens in OSSD-modus worden gebruikt voor betrouwbare signalering van veiligheid gerelateerde gebeurtenissen.

Om een veilige werking direct na het inschakelen te garanderen, krijgen de FS-apparaten automatisch instructies van de FS-Master om de opgeslagen parameters, FSCP's, poortnummers en de I/O-datastructuur te controleren tijdens het opstarten van de poort. IO-Link vertraagt de operationele gereedheid van de FS-Master overeenkomstig de duur van deze zelftests om de resulterende vertraagde gereedheid van de FS-apparaten te compenseren.

Alternatieve veiligheidsproducten van ifm met IO-Link

Met de AL200S heeft ifm zijn eerste veiligheidsoplossing in de IO-Link-omgeving gelanceerd. Dit is een veilige IO-module voor PROFIsafe met veilige in- en uitgangen. Hij is geschikt voor het aansluiten van veilige mechanische contacten en OSSD-sensoren.

Een van de belangrijkste succesfactoren van IO-Link is de eenvoudige bekabeling van intelligente sensoren en actuatoren met gestandaardiseerde sensorkabels. In de toekomst is het misschien zelfs mogelijk om hiervan af te zien om te voldoen aan de toenemende vraag naar snelle en ongecompliceerde gegevensuitwisseling tussen steeds meer deelnemers. Op het gebied van automatisering vormen mobiele communicatiestandaarden zoals IO-Link, 5G of Wifi 6 de basisbouwstenen voor real-time M2M-communicatie (machine-to-machine). De mede door ifm ontwikkelde IO-Link-technologie biedt de mogelijkheid om verschillende proceswaarden op afstand en zonder conversieverliezen op te vragen voor diagnose en statusbewaking - volledig onafhankelijk van de besturing en veldbus.

IO-Link is nu draadloos! Dit beperkt de installatie-inspanning tot een minimum. Real-time communicatie garandeert snelle reactietijden zodat schommelingen in de proceswaarde onmiddellijk kunnen worden gedetecteerd. Defecte onderdelen kunnen ook in de kortst mogelijke tijd vervangen worden zonder ingewikkelde bekabeling om lange productiestilstanden te voorkomen. Bovendien worden stilstandtijden in gebieden waar kabels normaal gesproken snel slijten, zoals op AGV's of robots, geëlimineerd.

Draadloze toepassingen

• Automatisering van processen met behulp van robots, drones of AGV's, bijvoorbeeld (hoge beschikbaarheid met maximale transmissiesnelheid en beperkt bereik)
• Tijdskritische bewaking, bijv. van het vulniveau van een container voor intelligente routeplanning van vuilniswagens (laag datavolume en laag stroomverbruik met zeer veel deelnemers en goede energie-efficiëntie met een groot bereik)
• Diagnose, parametrisering en visualisering van procesgegevens, bijv. voor het afstemmen van de parameters op het op te nemen materiaal (groot datavolume met weinig deelnemers en gemiddelde transmissiesnelheid met middelgroot tot klein bereik)

Het doel is om tot vijf keer meer IO-Link apparaten te laten communiceren met een master in vergelijking met standaard kabelverbindingen, met een cyclustijd van minder dan 5 ms. In de toekomst kan een master draadloos verbonden worden met maximaal 40 apparaten. Als er bijvoorbeeld ruimte is voor drie masters in een cel, kunnen er tot 120 apparaten met elkaar verbonden worden in één cel. Zowel cyclische gegevens (procesgegevens) als acyclische gegevens (gegevens op verzoek) kunnen worden overgedragen. Dit zorgt voor een bereik tot 20 meter tussen het apparaat en de master.

Alternatieve draadloze technologieën van ifm met IO-Link

Met de twee producten io-key en Bluetooth-adapter heeft ifm de eerste producten in deze richting gelanceerd. Je hebt nu al draadloos toegang tot de proceswaarden van je applicaties via een mobiele GSM-telefoon of Bluetooth-verbinding. Draadloze concepten zijn vooral cruciaal in proces- en tijdkritische toepassingen, zoals die in de automatisering, waar veel deelnemers in bijna realtime met elkaar communiceren. ifm kan nu terugkijken op meer dan 50 jaar ervaring op dit gebied van fabrieksautomatisering.