Tendenze IO-Link

Globale, indipendente dal produttore e dal bus di campo: I requisiti e le aspettative per la tecnologia IO-Link sono elevati e, in futuro, si prevede che si estenderanno alla standardizzazione anche delle applicazioni più piccole e personalizzate. I produttori stanno compiendo sforzi notevoli per rendere lo standard IO-Link una tecnologia chiave per concetti di produzione flessibili, sicuri e intelligenti.

L'obiettivo è quello di stabilire diversi profili IO-Link che offrano vantaggi sia ai clienti finali che agli integratori di sistemi e ai produttori di dispositivi. Il risultato per tutti gli stakeholder è una serie di livelli di armonizzazione per i file di descrizione dei dispositivi (IODD) per il controllo e la diagnostica dei sensori e degli attuatori sul campo.

Questi possono essere suddivisi in tre classi:

• Versioni specifiche del produttore con IODD specifici
• Profili dei dispositivi intelligenti con IODD armonizzati
• Profili applicativi per applicazioni specifiche con IODD comunitari

Grazie a questa armonizzazione, è possibile soddisfare diversi requisiti per i singoli dispositivi IO-Link in un'applicazione specifica. Ciò aumenta la certezza di pianificazione per gli utenti e riduce significativamente lo sforzo di integrazione. Il Consorzio IO-Link ha descritto il percorso verso i profili di applicazione (AP) in una roadmap. Prevede la pubblicazione di ulteriori profili di dispositivi intelligenti (SDP) e dei primi profili applicativi nei prossimi anni.

Nel corso degli anni, IO-Link si è affermato come sistema di comunicazione per sensori/attuatori. Per sfruttare i vantaggi dell'IO-Link nel campo della tecnologia di sicurezza, è stato sviluppato l'IO-Link Safety, che offre vantaggi quali una riduzione del cablaggio, un minor numero di schede di ingresso e uscita convenzionali necessarie e l'utilizzo di valori di misura analogici per il monitoraggio delle condizioni.

Requisiti

• Connettori M12 a 5 poli e strumenti software uniformi per integrare dispositivi di diversi produttori
• Un master FS centrale per dispositivi con diverse uscite di segnale
• Compatibilità con gli "standard" esistenti (ad esempio OSSD)
• Controllo automatico dei parametri memorizzati, dell'autenticità e della struttura dei dati I/O durante l'avvio della porta
• Sincronizzazione dei master FS e dei dispositivi FS in base alla durata degli autotest
• Trasferimento automatico dei parametri in caso di sostituzione di dispositivi FS difettosi

I dispositivi sono collegati al master di sicurezza IO-Link (master FS). I dispositivi di diversi produttori possono essere facilmente integrati tramite un'interfaccia sensore/attuatore uniforme (M12/5 poli). In futuro, per la messa in servizio verrà utilizzato uno strumento software universale al fine di ridurre il numero di gateway speciali durante l'integrazione dei dispositivi. Utilizzando un master FS compatto, non è più necessario disporre di un numero elevato di schede di valutazione (schede di ingresso e uscita). Ciò riduce il cablaggio e consente una facile elaborazione dei valori analogici. La comunicazione con il PLC FS avviene tramite il rispettivo dominio FSCP.

In modalità compatibilità, sono disponibili due canali OSSD separati come in precedenza. È possibile selezionare due modalità. In questo modo, i sensori possono essere configurati tramite IO-Link per una facile installazione e quindi utilizzati in modalità OSSD per una segnalazione affidabile degli eventi rilevanti per la sicurezza.

Per garantire un funzionamento sicuro subito dopo l'avvio, i dispositivi FS ricevono automaticamente dal master FS, durante l'avvio della porta, l'istruzione di controllare i parametri memorizzati, gli FSCP, i numeri di porta e la struttura dei dati I/O. IO-Link ritarda la disponibilità operativa dei master FS in base alla durata di questi autotest per compensare il conseguente ritardo nella disponibilità dei dispositivi FS.

Prodotti di sicurezza alternativi con IO-Link di ifm

Con AL200S, ifm ha lanciato il suo primo prodotto di sicurezza nell'ambiente IO-Link. AL200S è un modulo IO sicuro per PROFIsafe con ingressi e uscite sicuri. È adatto per il collegamento di contatti meccanici sicuri e sensori OSSD.

Uno dei fattori chiave del successo di IO-Link è la facilità di cablaggio dei sensori e degli attuatori intelligenti grazie all'utilizzo di cavi sensori standardizzati. In futuro, anche questo potrebbe non essere più necessario per soddisfare la crescente domanda di uno scambio di dati rapido e semplice tra un numero sempre maggiore di partecipanti. Nel campo dell'automazione, gli standard di comunicazione mobile come IO-Link, 5G o Wifi 6 costituiscono gli elementi fondamentali per la comunicazione M2M (machine-to-machine) in tempo reale. La tecnologia IO-Link, co-fondata da ifm, consente l'accesso remoto a diversi valori di processo per la diagnostica e il monitoraggio delle condizioni senza alcuna perdita di conversione e in modo completamente indipendente dal controller e dal bus di campo.

IO-Link ora è wireless! Ciò riduce al minimo lo sforzo di installazione. La comunicazione in tempo reale garantisce tempi di reazione rapidi per il rilevamento immediato delle fluttuazioni dei valori di processo. Inoltre, i componenti difettosi possono essere sostituiti in brevissimo tempo senza complessi interventi di cablaggio, evitando così lunghi tempi di fermo della produzione. Inoltre, sono esclusi i tempi di fermo nelle aree in cui i cavi sono solitamente soggetti a usura rapida, come ad esempio su AGV o robot.

Applicazioni wireless

• Automazione dei processi, ad esempio tramite robot, droni o AGV (elevata disponibilità alla massima velocità di trasmissione e portata ridotta)
• Monitoraggio non critico in termini di tempo, ad esempio dei livelli dei contenitori per una pianificazione intelligente dei percorsi di raccolta dei rifiuti (basso volume di dati e consumo energetico con molti partecipanti, nonché buona efficienza energetica con ampia portata)
• Diagnosi, impostazione dei parametri e visualizzazione dei dati di processo, ad esempio per la regolazione dei parametri in base al materiale da rilevare (elevato volume di dati con pochi partecipanti e velocità di trasmissione media con portata medio-bassa)

L'obiettivo è quello di avere fino a cinque volte più dispositivi IO-Link in comunicazione con un master rispetto alle connessioni via cavo standard, con un tempo di ciclo inferiore a 5 ms. In termini pratici, ciò significa che fino a 40 dispositivi potranno comunicare con un master tramite radio. Ad esempio, con tre master all'interno di un'area RF, sarà possibile comunicare contemporaneamente con un massimo di 120 dispositivi. È possibile trasmettere sia dati ciclici (dati di processo) che dati aciclici (dati su richiesta). Tra il dispositivo e il master si ottiene una portata massima di 20 m.

Tecnologie wireless alternative con IO-Link di ifm

L' io-key e l'adattatore Bluetooth sono i primi prodotti di ifm in questa direzione. È quindi già possibile accedere ai valori di processo delle vostre applicazioni in modalità wireless tramite rete mobile GSM o Bluetooth. I concetti wireless sono particolarmente importanti nelle applicazioni critiche in termini di processo e tempo, ad esempio nell'automazione, dove molti partecipanti comunicano tra loro virtualmente in tempo reale. ifm vanta oltre 50 anni di esperienza in questo campo dell'automazione industriale.