Дигитално надграждане с IO-Link
Прилагането на Индустрия 4.0 създава дигитално изображение на предприятието за оптимизиране на процесите. Основната информация се осигурява от много сензори, които са вече така или иначе монтирани за управлението на машината. Благодарение на технологията IO-Link, тези сензори осигуряват много повече данни, отколкото обикновени превключващи сигнали или аналогови стойности. Starrag Technology GmbH от Билефелд е фирма, която произвежда металорежещи машини и ги оборудва масово със IO-Link сензори на ifm.
Входния обработващ център от серия FOGS на Starrag Technology GmbH е машина, която разполага с такива компоненти. Използва се в машиностроенето и в авиационната и автомобилната промишленост, например за производството на корпусни части. Машината на снимката се използва за обработка на компоненти от шасито (колесари) в авиационната промишленост.
Сложните машинни инструменти изискват сензори за следене на всички работни вещества (например охлаждащи течности и смазочни вещества, хидравлика, управление на температурата на машината). Температурите на работните вещества, стойностите на налягането и количествата на поток трябва да бъдат с малки допуски, за да се гарантира, че инструментите се използват при оптимална ефективност в напълно автоматизирани производствени процеси.
Сензори с дигитален интерфейс
IO-Link е устойчив дигитален интерфейс на базата на 24 V сигнални нива, който в допълнение към обикновените превключващи сигнали позволява двупосочна комуникация с контролера през обикновен кабел за сензор. Сензорите предават дигитални измерени стойности и диагностична информация през IO-Link до IO-Link master, като например IO модул, Gateway устройство или PLC, оборудван с IO-Link портове. Сензорите са свързани със стандартни конектори M12. Екранираните кабели и свързаното с тях заземяване вече не са необходими.
Starrag Technology GmbH избра сензорите за флуид на ifm electronic. Причината: Специалистът по сензори предлага най-голямата продуктова гама технологични сензори с IO-Link.
Дистанционна настройка на параметрите на сензорите
Едно от най-големите предимства на IO-Link е възможността за прехвърляне на всички необходими параметрични данни през IO-Link съединителния кабел в сензора. Параметричните данни на сензора (например точки на превключване, хистерезис на превключване, цвят на дисплея) могат да бъдат прехвърлени от контролера в IO-Link съвместими сензори или при настройката на сензорите, или на по-късен етап по време на работа, и могат да бъдат настроени към специфични ситуации. Ползи за клиента: По време на фазата на окомплектоване на машината първоначалните параметри на сензора могат да бъдат прехвърлени бързо, лесно и надеждно на сензора. Ако е необходимо, например в случай на партиди с малък размер, IO-Link прави възможно записването на различни набори от параметри за различни изделия отделно на сензора. Освен това благодарение на базираната настройка на параметри последващото оптимизиране на процеса чрез дистанционна поддръжка е лесно с IO-Link. В заключение, може да се каже, че IO-Link е ключова технология за приложенията на Индустрия 4.0.
Двойно резервиране на данните
Освен базираната на контролер настройка на параметри на сензорите, IO-Link от версия 1.1 нагоре осигурява двойно съхранение на данните за параметрите на сензорите на устройството и на IO-Link master. Дитмар Валенщайн, мениджър в отдел Eл-конструиране и пускане в експлоатация на Starrag Technologies, казва: „Едно от най-големите предимства на IO-Link е автоматизираното архивиране на данните от сензорите, което се извършва във фонов режим. Всеки сензор (устройство) изпраща своите набори от параметри автоматично на IO-Link master. Там те се дублират и се записват като резервно копие. Когато някой от сензорите бъде сменен, данните се обменят автоматично с новото устройство. След това параметричните данни се прехвърлят автоматично от IO-Link master в IO-Link устройството. Това прави смяната на сензори много по-лесна и намалява значително времето на престой на машините в случай на повреда. В същото време се намалява натоварването на персонала за сервизни дейности и техническо обслужване.“
Грешките при настройка на параметрите на сензорите вече са минало. Смяната на сензор изисква само механичното му инсталиране. Клиентът може да го смени без необходимост от каквато и да е друга помощ. Не се налага персоналът за техническо обслужване да бъде обучаван за настройка на параметрите на сензорите, тъй като то става автоматично във фонов режим. Благодарение на това техническите проблеми могат да бъдат решени много по-бързо и много по-ефективно. Това икономисва разходи.
Дигитално прехвърляне без грешки при измерените стойности
Досега сигналите от аналоговите сензори се дигитализираха чрез A/D преобразуватели и се мащабираха в PLC контролера. Това води до неточности на действително измерените стойности.
IO-Link обаче осигурява на контролера измерените стойности от сензора в дигитален вид. Грешки при предаване и преобразуване на аналоговите сигнали са изключени. Дигитално предадените измерени стойности могат да бъдат показани директно в контролната зала. Предадената стойност винаги е идентична с измерената. Вече няма отклонения между локалния дисплей и стойността, която PLC контролерът извлича от аналоговия сигнал. Благодарение на IO-Link дори смущенията на аналоговия сигнал, причинени например от електромагнитни полета, са минало.
Две измервани стойности – в един сензор
Модерните сензори за процес на ifm често осигуряват много повече от просто една измерена стойност. Дитмар Валенщайн казва: „Често сензорът обработва повече от една физическа стойност. Освен количеството на протичащата течност или налягането например той може да прочете температурата на средата чрез IO-Link интерфейса. По-рано за това ни бяха необходими два сензора.“ Това спестява пари за хардуер, свързване с кабели и монтаж, тъй като вместо два сензора, вече се нуждаем от само един.
Диагностични данни
Освен от технологичните данни сензорите IO-Link могат да предоставят също и диагностични данни за състоянието на устройството. Пример: Сензорът за ниво установява критични натрупвания и подава сигнал за тях на контролера. Фотоелектричните сензори установяват дали няма зацапана леща и подават автоматични съответен сигнал. Сензорите за налягане съхраняват минимални загуби и максимални пикове на налягане от процеса и определят колко пъти граничните стойности са били надхвърлени или не са били достигнати. Тази допълнителна функционалност помага на потребителя при взимане на решения, когато се стигне до базирано на състоянието техническо обслужване. Разширената информация за състоянието свежда до минимум скъпите престои и едновременно с това увеличава технологичната надеждност.
Изводите
Сензорите предлагат значителна допълнителна стойност, когато са оборудвани с IO-Link. Дитмар Валенщайн обобщава предимствата за Starrag Technology:
„Всички говорят за Индустрия 4.0 и разбира се, ние в Starrag не може да игнорираме тази нашумяла тенденция. Когато става дума за машиностроене, ние мислим по-специално за дигиталното надграждане на машините. Затова ние избираме IO-Link. Благодарение на евтините и устойчиви интерфейси сензорите ни осигуряват повече информация за процеса, който сега може да бъде оценен и оптимизиран много по-ефективно. Това е едно от най-големите предимства на IO-Link и функционалност на сензорите, която има принос за Индустрия 4.0.“