Tendências IO-Link

Global, independente do fabricante e independente do barramento de campo: Os requisitos e as expectativas em relação à tecnologia IO-Link são elevados e, no futuro, espera-se que se estendam à padronização até mesmo das aplicações mais pequenas e personalizadas. Os fabricantes estão envidando esforços correspondentemente elevados para tornar o padrão IO-Link uma tecnologia fundamental para conceitos de fabricação flexíveis, seguros e inteligentes.

O objetivo é estabelecer diferentes perfis IO-Link que ofereçam benefícios para clientes finais, integradores de sistemas e fabricantes de dispositivos. O resultado para todas as partes interessadas é uma gama de níveis de harmonização para arquivos de descrição de dispositivos (IODDs) para o controle e diagnóstico de sensores e atuadores em campo.

Estes podem ser divididos em três classes:

• Versões específicas do fabricante com IODDs específicos
• Perfis de dispositivos inteligentes com IODDs harmonizados
• Perfis de aplicação para aplicações específicas com IODDs comunitários

Graças a essa harmonização, vários requisitos podem ser atendidos para dispositivos IO-Link individuais em uma aplicação específica. Isso aumenta a segurança do planejamento para os usuários e reduz significativamente o esforço de integração. O Consórcio IO-Link descreveu o caminho para os perfis de aplicação (AP) em um roteiro. Prevê a publicação de perfis de dispositivos inteligentes (SDPs) adicionais e os primeiros perfis de aplicação nos próximos anos.

Ao longo dos anos, o IO-Link consolidou-se como um sistema de comunicação para sensores/atuadores. Para beneficiar do IO-Link no campo da tecnologia de segurança, foi desenvolvido o IO-Link Safety, que oferece vantagens como redução da fiação, menor necessidade de placas de entrada e saída convencionais e uso de valores medidos analógicos para monitoramento de condições.

Requisitos

• Conectores M12 de 5 pólos e ferramentas de software uniformes para integrar dispositivos de diferentes fabricantes
• Um mestre FS central para dispositivos com diferentes saídas de sinal
• Compatibilidade com “padrões” existentes (por exemplo, OSSD)
• Verificação automática dos parâmetros armazenados, autenticidade e estrutura de dados de E/S durante a inicialização da porta
• Sincronização dos controladores FS e dispositivos FS de acordo com a duração dos autotestes
• Transferência automática de parâmetros ao substituir dispositivos FS defeituosos

Os dispositivos são conectados ao mestre de segurança IO-Link (mestre FS). Dispositivos de diferentes fabricantes podem ser facilmente integrados através de uma interface uniforme de sensor/atuador (M12/5 pólos). No futuro, uma ferramenta de software universal será utilizada para o comissionamento, a fim de reduzir o número de gateways especiais ao integrar dispositivos. Ao utilizar um mestre FS compacto, você não precisa mais de um grande número de placas de avaliação (placas de entrada e saída). Isso reduz a fiação e permite um fácil processamento dos valores analógicos. A comunicação com o FS PLC ocorre através do respectivo domínio FSCP.

No modo de compatibilidade, dois canais OSSD separados estão disponíveis como antes. Dois modos podem ser selecionados. Assim, os sensores podem ser configurados via IO-Link para uma fácil instalação e, em seguida, operados no modo OSSD para uma sinalização confiável de eventos relevantes para a segurança.

Para garantir uma operação segura logo após a inicialização, os dispositivos FS são automaticamente instruídos pelo mestre FS durante a inicialização da porta para verificar os parâmetros armazenados, FSCPs, números de porta e a estrutura de dados de E/S. O IO-Link atrasa a disponibilidade para operação dos mestres FS com base na duração desses autotestes para compensar o atraso resultante na disponibilidade dos dispositivos FS.

Produtos de segurança alternativos com IO-Link da ifm

Com o AL200S, a ifm lançou seu primeiro produto de segurança no ambiente IO-Link. O AL200S é um módulo IO seguro para PROFIsafe com entradas e saídas seguras. É adequado para a conexão de contatos mecânicos seguros e sensores OSSD.

Um dos fatores-chave para o sucesso do IO-Link é a facilidade de conexão de sensores e atuadores inteligentes usando cabos de sensor padronizados. No futuro, mesmo isso poderá deixar de ser necessário para atender à crescente demanda por uma troca de dados rápida e descomplicada entre um número cada vez maior de participantes. No campo da automação, padrões de comunicação móvel como IO-Link, 5G ou Wi-Fi 6 formam os blocos de construção para a comunicação M2M (máquina a máquina) em tempo real. A tecnologia IO-Link, cofundada pela ifm, permite o acesso remoto a diferentes valores de processo para diagnóstico e monitoramento de condições, sem perdas de conversão e de forma totalmente independente do controlador e do barramento de campo.

O IO-Link agora é sem fio! Isso reduz o esforço de instalação ao mínimo. A comunicação em tempo real garante tempos de reação rápidos para a detecção imediata de flutuações nos valores do processo. Além disso, os componentes defeituosos podem ser substituídos no menor tempo possível, sem a necessidade de fiação extensa, evitando assim longos períodos de inatividade na produção. Além disso, os tempos de inatividade em áreas onde os cabos geralmente se desgastam rapidamente, como em AGVs ou robôs, são excluídos.

Aplicações sem fio

• Automação de processos, por exemplo, por robôs, drones ou AGVs (alta disponibilidade na velocidade máxima de transmissão e alcance reduzido)
• Monitoramento não urgente, por exemplo, dos níveis dos contêineres para o planejamento inteligente das rotas de coleta de resíduos (baixo volume de dados e consumo de corrente com muitos participantes, bem como boa eficiência energética com longo alcance)
• Diagnóstico, configuração de parâmetros e visualização de dados de processo, por exemplo, para ajuste de parâmetros de acordo com o material a ser detectado (alto volume de dados com poucos participantes e velocidade de transmissão média com alcance médio a pequeno)

O objetivo é ter até cinco vezes mais dispositivos IO-Link comunicando-se com um mestre em comparação com conexões de cabo padrão - com um tempo de ciclo inferior a 5 ms. Em termos práticos, isso significa que até 40 dispositivos poderão se comunicar com um mestre via rádio. Por exemplo, com três mestres dentro de uma área de RF, será possível comunicar com até 120 dispositivos ao mesmo tempo. Podem ser transmitidos tanto dados cíclicos (dados de processo) como dados acíclicos (dados sob solicitação). É alcançado um alcance de até 20 m entre o dispositivo e o mestre.

Tecnologias sem fio alternativas com IO-Link da ifm

A io-key e o adaptador Bluetooth são os primeiros produtos da ifm nessa direção. Portanto, já é possível acessar os valores do processo de suas aplicações sem fio através da rede móvel GSM ou Bluetooth. Os conceitos sem fio são particularmente importantes em aplicações críticas em termos de processo e tempo, por exemplo, na automação, onde muitos participantes se comunicam entre si virtualmente em tempo real. A ifm tem mais de 50 anos de experiência neste campo da automação industrial.