IO-Link-tendenser

Global, producentuafhængig og feltbusuafhængig: Kravene og forventningerne til IO-Link-teknologien er høje, og i fremtiden forventes de at omfatte standardisering af selv de mindste og mest skræddersyede applikationer. Producenterne gør en tilsvarende stor indsats for at gøre IO-Link-standarden til en nøgleteknologi for fleksible, sikre og intelligente produktionskoncepter.

Målet er at etablere forskellige IO-Link-profiler, der giver fordele for både slutkunder, systemintegratorer og producenter af udstyr. Resultatet for alle interessenter er en række harmoniseringsniveauer for enhedsbeskrivelsesfiler (IODD'er) til styring og diagnosticering af sensorer og aktuatorer i marken.

De kan inddeles i tre klasser.

• Producentspecifikke versioner med specifikke IODD'er
• Smart Device-profiler med harmoniserede IODD'er
• Applikationsprofiler til specifikke applikationer med community IODD'er

Takket være denne harmonisering kan forskellige krav opfyldes for individuelle IO-Link-enheder i en specifik applikation. Det øger planlægningssikkerheden for brugerne og reducerer integrationsindsatsen betydeligt. IO-Link-konsortiet har beskrevet vejen til applikationsprofiler (AP) i en køreplan. Den forudser offentliggørelsen af yderligere Smart Device Profiles (SDP'er) og de første applikationsprofiler i de kommende år.

I løbet af årene er IO-Link blevet etableret som et sensor/aktuator-kommunikationssystem. For at drage fordel af IO-Link inden for sikkerhedsteknologi blev IO-Link Safety udviklet, hvilket giver fordele som reduceret ledningsføring, færre konventionelle input- og outputkort og brug af analoge måleværdier til tilstandsovervågning.

Kravene

• 5-polede M12-stik og ensartede softwareværktøjer til at integrere enheder fra forskellige producenter
• En central Fail Safe (FS)-master til enheder med forskellige signaludgange
• Kompatibilitet med eksisterende "standarder" (f.eks. OSSD)
• Automatisk kontrol af de lagrede parametre, autenticitet og I/O-datastruktur under portopstart
• Timing af FS-mastere og FS-enheder i henhold til varigheden af selvtestene
• Automatisk overførsel af parametre ved udskiftning af defekte FS-enheder

Enhederne er forbundet med IO-Link-sikkerhedsmasteren (FS-master). Enheder fra forskellige producenter kan nemt integreres via en ensartet sensor/aktuator-grænseflade (M12/5-polet). I fremtiden vil der blive brugt et universelt softwareværktøj til idriftsættelse for at reducere antallet af specielle gateways ved integration af enheder. Ved at bruge en kompakt FS-master har du ikke længere brug for et stort antal evalueringskort (indgangs- og udgangskort). Det reducerer ledningsføringen og gør det nemt at behandle analoge værdier. Kommunikationen med FS PLC'en foregår via det respektive FSCP-domæne.

I kompatibilitetstilstand er to separate OSSD-kanaler tilgængelige som før. Der kan vælges to tilstande. Sensorer kan således konfigureres via IO-Link for nem opsætning og derefter betjenes i OSSD-tilstand for pålidelig signalering af sikkerhedsrelevante hændelser.

For at sikre sikker drift lige efter opstart instrueres FS-enhederne automatisk af FS-masteren under portopstart til at kontrollere de lagrede parametre, FSCP'er, portnumre og I/O-datastrukturen. IO-Link forsinker FS-masternes driftsklarhed baseret på varigheden af disse selvtests for at kompensere for den deraf følgende forsinkede driftsklarhed hos FS-enhederne.

Alternative sikkerhedsprodukter med IO-Link fra ifm

Med AL200Shar ifm lanceret sit første sikkerhedsprodukt i IO-Link-miljøet. AL200S er et sikkert IO-modul til PROFIsafe med sikre ind- og udgange. Den er velegnet til tilslutning af sikre mekaniske kontakter og OSSD-sensorer.

En af nøglefaktorerne i IO-Link teknologiens succes, er den nemme ledningsføring af intelligente sensorer og aktuatorer ved hjælp af standardiserede sensorkabler. I fremtiden er selv dette måske ikke længere nødvendigt for at imødekomme den stigende efterspørgsel efter hurtig og ukompliceret dataudveksling mellem et stigende antal deltagere. Inden for automatisering udgør mobilkommunikationsstandarder som IO-Link, 5G eller Wifi 6 byggestenene til M2M-kommunikation (maskine-til-maskine) i realtid. IO-Link-teknologien, som ifm var med til at grundlægge, giver fjernadgang til forskellige procesværdier til diagnosticering og tilstandsovervågning uden konverteringstab og helt uafhængig af controller og feltbus.

IO-Link er nu trådløs! Det reducerer installationsarbejdet til et minimum. Kommunikation i realtid garanterer hurtige reaktionstider til øjeblikkelig registrering af udsving i procesværdien. Desuden kan defekte komponenter udskiftes på kortest mulig tid uden omfattende ledningsføring, så man undgår lange produktionsstop. Desuden udelukkes nedetid i områder, hvor kabler normalt slides hurtigt, f.eks. på AGV'er eller robotter.

Trådløse applikationer

• Automatisering af processer, f.eks. ved hjælp af robotter, droner eller AGV'er (høj tilgængelighed ved maksimal transmissionshastighed og reduceret rækkevidde)
• Ikke-tidskritisk overvågning, f.eks. af containerniveauer til intelligent planlægning af affaldsindsamlingsruter (lav datamængde og strømforbrug med mange deltagere samt god energieffektivitet med lang rækkevidde)
• Diagnose, parameterindstilling og visualisering af procesdata, f.eks. til parameterjustering i overensstemmelse med det materiale, der skal detekteres (stor datamængde med få deltagere og medium transmissionshastighed med medium til lille rækkevidde)

Målet er at få op til fem gange så mange IO-Link-enheder til at kommunikere med en master sammenlignet med almindelige kabelforbindelser - med en cyklustid på under 5 ms. I praksis betyder det, at op til 40 enheder vil kunne kommunikere med en master via radio. Med tre mastere inden for et RF-område vil det f.eks. være muligt at kommunikere med op til 120 enheder på samme tid. Både cykliske data (procesdata) og acykliske data (on request-data) kan overføres. Der opnås en rækkevidde på op til 20 m mellem enhed og master.

Alternative trådløse teknologier med IO-Link fra ifm

io-key og Bluetooth-adapter er ifm's første produkter i denne retning. Så det er allerede muligt at få adgang til procesværdierne i dine applikationer trådløst via GSM-mobilnetværk eller Bluetooth. Trådløse koncepter er særligt vigtige i proces- og tidskritiske applikationer, f.eks. inden for automatisering, hvor mange deltagere kommunikerer med hinanden virtuelt i realtid. ifm kan se tilbage på over 50 års erfaring inden for dette område af fabriksautomatisering.