- Ползи от IO-Link
- Преглед на системата
- Тенденции
Тенденции на IO-Link
IO-Link е разработен от водещи производители на сензори, актуатори и управляващи устройства, които работят непрекъснато за подобряване на тази иновативна технология. Те са съсредоточени върху ключовите тенденции в бранша, за да се гарантира постоянната пригодност за индустриална употреба.
Съдържание
Профили
Чрез функционални блокове на профила PLC може да получи по всяко време онлайн достъп до технологичните стойности на устройства с IO-Link от различни производители, понеже данните се предоставят по стандартизиран начин, благодарение на „Спецификацията на комуникация“ и параметрите на профила, които се съхраняват в сензора. Различните разделителни способности на сензора се предоставят в идентична форма на PLC.
Благодарение на тези стандартизирани свойства на системата, достъп до технологичните, идентификационните и диагностичните данни може да се получи по един и същи начин, независимо от устройството. В резултат на това интегрирането в програмата за управление е много по-лесно и бързо.
Чрез IO-Link диагностичните данни, конфигурациите и функциите на различни устройства могат да се стандартизират и да се представят по еднакъв начин. За достъп до тези данни в PLC ще се използват еднакви блокове. Сложността за потребителя, от настройката на параметрите до оценката на технологичната стойност, е намалена значително.
Допълнително могат да се прилагат специфични за производителя диагностика, разширения и функции за стимулиране на иновациите. Резултатът от тази нестандартна употреба е, че устройства на различни производители вече не могат да се сравняват и не са универсално приложими.
Безопасност на IO-Link
В годините IO-Link се утвърди като система за комуникация сензор/актуатор. За да се извлече полза от IO-Link в областта на технологиите за безопасност, е разработена IO-Link Safety, която предлага предимства, като намалено количество на кабелните връзки, по-малко конвенционални входни и изходни платки, по-малко използване на аналогови измерени стойности за контрол на състоянието.
Изисквания
- 5-полюсни конектори M12 и еднакви софтуерни инструменти за интегриране на устройства от различни производители
- Централен главен модул FS за устройства с различни сигнални изходи
- Съвместимост със съществуващи „стандарти“ (напр. OSSD)
- Автоматична проверка на запаметените параметри, автентичността и структурата на В/И данни при стартиране на даден порт
- Синхронизиране на главните модули FS и устройствата FS в съответствие с продължителността на самопроверката
- Автоматично прехвърляне на параметрите при смяна на повредени устройства FS
Устройствата са свързани към главния модул на IO-Link safety (FS master). Могат да се интегрират лесно устройства от различни производители чрез еднакъв интерфейс на сензор/актуатор (M12/5-полюсен). В бъдеще за пускане в действие ще се използва универсален софтуер, за да се намали броят на специалните шлюзове при интегриране на устройства. Чрез използване на компактен главен модул FS вие вече не се нуждаете от голям брой платки за оценка (входни и изходни платки). Това намалява броя на кабелните връзки и осигурява лесна обработка на аналогови стойности. Комуникация FS PLC се извършва чрез съответния домейн на FSCP.
В режим на съвместимост, както по-рано, са на разположение два отделни OSSD канала. Могат да се избират два режима. По този начин сензорите могат да се конфигурират чрез IO-Link за лесна настройка и след това да работят в режим OSSD за надеждно оповестяване на свързани с безопасността събития.
За да се осигури безопасна работа веднага след стартирането, устройствата FS се инструктират автоматично от главния модул на FS по време на стартиране на порт за проверка на запаметените параметри, FSCP, номерата на портове и структурата на В/И данни. IO-Link внася закъснение в готовността за работа на главните модули на FS, свързано с времетраенето на тези самопроверки, за да компенсира полученото закъснение в готовността на устройствата FS.
Алтернативни продукти за безопасност с IO-Link от ifm
С AL200S ifm пусна своя първи продукт за безопасност в средата на IO-Link. AL200S е безопасен В/И модул за PROFIsafe с обезопасени входове и изходи. Той е подходящ за свързване на безопасни механични контакти и сензори с OSSD.
Интегриране/Open Alliance 4.0
За активиране на безпроблемно интегриране на данни на IO-Link чрез входове, напр. в индустриални шини, като PROFINET или EtherNet/IP, форматите за обмен между IO-Link и протоколи и системи от по-високо ниво са дефинирани и са стандартизирани допълнително. Включват се важни формати за обмен, като OPC UA или JSON, за да се осигури връзка с ИТ системи. За тази цел водещите производители работят заедно в „Open Industry 4.0 Alliance“, като стимулират ефективно напредъка, за да осигурят лесна употреба и съвместимост между продукти от различни производители.
Дефинираните от общността на IO-Link спецификации, изискващи еднаква, стандартизирана съвместимост на данните от най-ниското промишлено ниво на IO-Link до облачни услуги в света на информационните технологии, доведоха до базиран на JSON формат за обмен на данни. Това обхваща както дефинирането на API като REST интерфейс, така и преноса на данни по MQTT. Той включва структуриране на данни, поведение на системата и семантични определения.
За безпроблемно транспортиране на данни в света на информационните технологии JSON (Java Script Object Notation) се е утвърдил като високо рационализиран формат за обмен, който може да се използва през всички гранични елементи на системата. Чрез допълнителна спецификация на семантиката стана възможно и лесното интерпретиране на данните. Това дава възможност за безпроблемно свързване на нивото на IO-Link към системи MES/ERP,съхранениете в облаци услуги и приложения извън класическата автоматизация с PLC чрез т.нар. „Y path“.
В „Industrial Internet of Things“ (IIoT) инсталациите и машините влизат в контакт помежду си. В облака всяка машина може да бъде представена от дигитален двойник (digital twin) във виртуален завод. Дори и да не използват един и същ език поради техните собствени управляващи системи, ние установяваме връзка с виртуалния завод. С целта да получат информация от техните данни. За ефективна употреба те предоставят информация за състоянието на машините, за необходимото техническо обслужване, за потенциала за увеличаване на производителността, за опциите да се пести енергия и още много други неща.
Безжичен IO-Link
Един от ключовите фактори за успеха на IO-Link е лесното свързване с кабел на интелигентните сензори и актуатори чрез стандартните кабели за сензори. В бъдеще ще бъде възможно да се мине и без тях, за да се удовлетвори нарастващото изискване на бърз и опростен обмен на данни между нарастващ брой участници. В областта на автоматизацията стандартите за мобилна комуникация, като IO-Link, 5G или Wifi 6, формират съставните елементи за комуникация в реално време M2M (машина към машина). Технологията IO-Link, създадена съвместно с ifm, осигурява възможност за дистанционен достъп до различни технологични стойности за диагностика и контрол на състоянието без каквито и да било загуби от преобразуване и напълно независимо от контролер и индустриални мрежи.
Сега IO-Link е безжичен! Това свежда до минимум усилията за монтаж. Комуникацията в реално време гарантира малки времена на реакция за незабавно регистриране на колебания на технологични стойности. Освен това повредените компоненти могат да се сменят много бързо без много кабелни връзки, като по този начин се избягват продължителни престои. Освен това са изключени престоите на места, където обикновено кабелите се износват бързо, като например на колички с автоматично управление или роботи.
Приложения
- Автоматизация на процеси, напр. при роботи, дронове или колички с автоматично управление (висока готовност за работа при максимална скорост на предаване и намален диапазон)
- Непрекъснат контрол, напр. на нива на контейнери за интелигентно планиране на маршрутите за събиране на отпадъци (малък обем на данните и малка токова консумация с много участници, както и добра енергийна ефективност с голям обхват)
- Диагностика, настройка на параметри и визуализация на технологичните данни, напр. за коригиране на параметри в съответствие с материала, който се измерва (голям обем данни с малко участници и средна скорост на предаване на данните със среден до малък обхват)
Целта е с главен модул да комуникират до пет пъти повече устройства с IO-Link в сравнение със стандартните кабелни връзки – при време на цикъла под 5 ms. На практика това означава, че с един главен модул ще могат да комуникират по радиото до 40 устройства. Например, с три главни модула в рамките на една радиочестотна зона, ще бъде възможна комуникация с до 120 устройства едновременно. Могат да се предават циклични данни (технологични данни) и нециклични данни (данни при поискване). Постига се разстояние 20 m между устройствата и главния модул.
Алтернативни безжични технологии с IO-Link от ifm
io-key и Bluetooth адаптерът са първите продукти на ifm в тази посока. И така, вече можете да получите безжичен достъп до технологичните стойности на вашите приложения чрез GSM мобилна мрежа или Bluetooth. Концепциите с безжична връзка са изключително важни в критичните за процеса и времето приложения, напр. в автоматизацията, където общуват помежду си реално време много участници. ifm може да погледне назад към 50-годишния си опит в тази област на промишлената автоматизация.