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  1. Avantages d'IO-Link
  2. Aperçu du système
  3. Tendances

Tendances pour IO-Link

IO-Link a été développé conjointement par de grands fabricants de capteurs, détecteurs, actionneurs et commandes, qui travaillent constamment au développement ultérieur de cette technologie innovante. Ils portent leur attention sur les tendances importantes de l'industrie, pour continuer d'assurer l'adéquation de son utilisation sur le terrain.

Contenu

Profils

Par l'intermédiaire de blocs fonctionnels spécifiques au profil, l'API peut accéder à tout moment aux valeurs process de différents appareils IO-Link de divers fabricants. En effet, les données sont fournies de manière standardisée grâce à la « Spécification de communication » et aux paramètres de profil enregistrés dans le capteur. Les différentes résolutions de divers capteurs sont également présentées sous forme identique au système de contrôle-commande.

Grâce à ces propriétés standardisées de système, il est possible d'accéder de manière uniforme aux données de process, d'identification et de diagnostic, indépendamment de l'appareil. Par conséquent, l'intégration du programme de commande est nettement plus simple et plus rapide pour l'utilisateur.

En utilisant IO-Link, les données de diagnostic, les configurations et les fonctions de différents appareils peuvent être standardisées et fournies de manière uniformisée. Pour l'accès à ces données, des blocs fonctionnels uniformes sont utilisés dans le système de contrôle-commande. Du paramétrage à l'évaluation des valeurs process, la complexité est significativement réduite pour l'utilisateur.

En outre, si nécessaire, il est possible d'implémenter des diagnostics spécifiques au fabricant, des extensions et des fonctions pour rester à la pointe de l'innovation. Toutefois, cela implique que les appareils de différents fabricants ne sont plus comparables et universellement utilisables comme c'est le cas dans l'utilisation standard.

IO-Link Safety

Au fil des années, IO-Link s'est établi comme un système de communication capteur / actionneur. Pour bénéficier de ses avantages également dans le domaine de la technologie de sécurité, comme les économies de câblage, de cartes conventionnelles d'entrée et de sortie, et se passer de l'utilisation de valeurs mesurées analogiques pour la surveillance d'état, IO-Link Safety est maintenant dans les starting-blocks.

Exigences

  • Connecteurs M12 à 5 pôles et outils logiciels uniformes pour intégrer différents appareils de différents fabricants
  • Un maître FS central pour les appareils ayant différentes sorties de signal
  • Compatibilité avec les « normes » existantes (par ex. OSSD)
  • Contrôle automatique des paramètres sauvegardés, de l'authenticité et de la structure des données E/S lors du démarrage du port
  • Harmonisation temporelle des maîtres FS et des appareils FS, correspondant à la durée des autotests
  • Transfert automatique des paramètres en cas de remplacement d'appareils FS défectueux

Les appareils sont raccordés au maître IO-Link Safety (maître FS). Les appareils de différents fabricants peuvent être facilement intégrés grâce à une interface capteur/actionneur uniforme (M12/5 pôles). A l'avenir, pour la mise en service, un outil logiciel universel sera utilisé pour pourvoir réduire le nombre de passerelles spéciales lors de l'intégration des appareils. L'utilisation d'un maître FS compact permet de se passer de nombreuses cartes d'évaluation (cartes d'entrée et de sortie). Cela réduit le câblage et permet un traitement aisé des valeurs analogiques. La communication avec l'API FS se fait via le domaine FSCP respectif.

En mode de compatibilité, deux voies OSSD séparées sont disponibles, comme auparavant. Deux modes différents peuvent être sélectionnés. Les capteurs peuvent ainsi être paramétrés via IO-Link pour une mise en service facile, puis exploités en mode OSSD pour la signalisation fiable des événements de sécurité.

Pour assurer un fonctionnement sûr immédiatement après la mise sous tension, les appareils FS sont automatiquement chargés, par le maître FS pendant le démarrage du port, de vérifier les paramètres sauvegardés, les FSCP, les numéros de port et la structure des données E/S. IO-Link temporise la disponibilité des maîtres FS pour la durée de cet autotest pour compenser le retard de disponibilité des appareils FS qui en découle.

Produits de sécurité alternatifs d'ifm avec IO-Link

Avec le AL200S, ifm a déjà mis sur le marché une première solution de sécurité dans l'environnement IO-Link. Il s'agit d'un module d'E/S de sécurité pour PROFIsafe avec des entrées et sorties de sécurité. Il convient au raccordement de contacts mécaniques et de capteurs OSSD de sécurité.

Intégration / Open Alliance 4.0

Pour pouvoir réaliser une parfaite intégration de données IO-Link par l'intermédiaire de passerelles, par exemple dans des bus de terrain tels que Profinet ou EtherNet/IP, des formats d'échange entre IO-Link et les protocoles et systèmes de niveau supérieur ont été définis puis standardisés. En font partie d'importants formats d'échange, comme OPC UA ou JSON, pour rendre possible la connexion aux systèmes informatiques. A cette fin, de grands fabricants collaborent dans la « Open Industry 4.0 Alliance », pour promouvoir le progrès le plus efficacement possible, afin d'assurer que les produits de différents fabricants soient mutuellement compatibles et plus simples à utiliser.

Les spécifications définies par la communauté IO-Link pour une transparence uniforme et standardisée des données du niveau de terrain IO-Link le plus bas jusqu'aux services du monde informatique basés sur le cloud ont résulté en un format d'échange basés sur JSON. Il comprend la définition d'une interface API et REST ainsi que le transport des données par MQTT. Il inclut également la cartographie des données, le comportement du système ainsi que les définitions sémantiques.

Pour le transport sans problèmes des données vers le monde informatique, JSON (Java Script Object Notation) s'est établi en tant que format d'échange très simplifié utilisable sur toutes les limites de systèmes. La spécification supplémentaire de la sémantique facilite l'interprétation des données. Cela permet une connexion facile du niveau IO-Link aux systèmes MES/ERP, aux services basés sur le cloud ou en général aux applications en dehors de l'automatisation classique avec API par l'intermédiaire de la « communication en Y ».

Dans l'« Internet industriel des Objets » (IIoT), les installations et les machines prennent contact entre elles. Chaque machine peut être représentée par un jumeau numérique dans une usine virtuelle dans le cloud. Même si elles ne parlent pas la même langue parce qu'elles ont des systèmes de contrôle-commande différents, nous établissons la connexion avec l'usine numérique. L'objectif est d'extraire des informations à partir des données. Elles fournissent des informations exploitables sur l'état des machines, le besoin de maintenance, des potentiels pour augmenter la productivité, des pistes d'économie d'énergie et bien plus encore.

IO-Link Wireless

Un des facteurs clés du succès d'IO-Link est le câblage facile de capteurs et actionneurs intelligents, au moyen de câbles standards pour capteurs. Il sera même possible de s'en passer à l'avenir pour satisfaire aux exigences croissantes d'échange de données rapide et sans complexité entre des participants toujours plus nombreux. Dans le domaine de l'automatisation, les standards de réseau radio mobile tels que IO-Link, 5G ou Wifi 6 sont des éléments constitutifs de la communication en temps réel M2M (machine-to-machine). La technologie IO-Link co-fondée par ifm offre la possibilité d'accéder à distance à différentes valeurs process pour le diagnostic et la surveillance d'état sans pertes de conversion, sans dépendre de l'API ni du bus de terrain.

IO-Link est maintenant sans fil ! Les exigences d'installation sont ainsi réduites au minimum. La communication en temps réel garantit un temps de réponse rapide pour détecter immédiatement les fluctuations de valeurs process. Le remplacement de composants défectueux peut aussi être effectué très rapidement sans câblage complexe, pour éviter les longs temps d'arrêt de production. En outre, les temps d'arrêt sont exclus dans les zones où les câbles s'usent rapidement, comme sur les AGV ou les robots.

Applications

  • Automatisation de process, par exemple par robots, drones ou AGV (haute disponibilité à débit de transmission maximal et portée réduite).
  • Surveillance indépendante du temps, par exemple du niveau d'un conteneur pour la planification intelligente de la collecte des ordures (faible volume de données et basse consommation d'électricité avec de nombreux participants, et bonne efficacité énergétique avec une grande portée).
  • Diagnostic, paramétrage et visualisation des données process, par exemple pour l'ajustement des paramètres en fonction du matériau à détecter (gros volume de données avec peu de participants, débit de transmission moyen et portée moyenne ou faible).

L'objectif est d'avoir jusqu'à 5 fois plus d'appareils IO-Link communiquant avec un maître par rapport aux connexions standards par câble, à un temps de cycle de moins de 5 ms. Concrètement, cela signifie qu'à l'avenir jusqu'à 40 appareils pourront communiquer par radio avec un maître. Par exemple, si trois maîtres se trouvent dans une zone radio, jusqu'à 120 appareils peuvent y communiquer simultanément. Tant les données cycliques (données process) que les données acycliques (données sur demande) peuvent être transmises. La portée entre l'appareil et le maître va jusqu'à 20 m.

Technologies sans fil alternatives d'ifm avec IO-Link

L'io-key et l'adaptateur Bluetooth sont les premiers produits mis sur le marché par ifm dans cette direction. Il est donc déjà possible d'accéder sans fil aux valeurs process de vos applications sur le réseau radio mobile GSM ou via Bluetooth. Les concepts sans fil sont déterminants surtout dans les applications de process et dépendantes du temps, comme dans l'automatisation, où de nombreux participants communiquent pratiquement en temps réel. ifm s'appuie sur plus de 50 ans d'expérience dans ce domaine de l'automatisation industrielle.