IO-linkin ovat yhteistyössä kehittäneet johtavat anturi-, toimilaite- ja ohjausjärhestelmävalmistajat, jotka ponnistelevat jatkuvasti tämän innovatiivisen teknologian parantamiseksi. He fokusoivat teollisuuden avaintrendeihin varmistaakseen jatkuvan sopivuuden käyttäjien tarpeisiin.
Sisältö
Profiiliin sisältyvien function block -elementtien avulla ohjausjärjestelmä voi päästä milloin tahansa käsiksi eri valmistajien IO-Link -laitteiden prosessiarvoihin, koska data on järjestelty "tiedonsiirtomäärittelyn" ansiosta standardinnmukaisella tavalla ja profiiliparametrit on tallennettu anturiin. Erilaiset anturiresoluutiot esitetään myös identtisessä muodossa ohjausjärjestelmälle.
Näiden standardisoitujen järjestelmäominaisuuksien ansiosta prosessi-, indentifiointi- ja diagnostiikkadataan voidaan päästä käsiksi samalla tavalla laitteesta riippumatta. Tästä seuraa, että integrointi ohjausjärjestelmään voidaan tehdä paljon helpommin ja nopeammin.
IO-Linkiä käytettäessä erilaisten laitteiden diagnostiikkadata, konfiguraatiot ja toiminnot voidaan standardisoida ja tuoda käytettäviksi samalla tavalla. Tähän dataan käsiksi pääsemiseksi käytetään ohjausjärjestelmässä yhdenmukaisia function block -elementtejä. Parametroinnista prosessiarvojen arviointiin käyttäjälle koituu huomattavasti vähemmän haasteita.
Lisäksi on mahdollista toteuttaa valmistajakohtaisia diagnostiikkoja, laajennuksia ja toimintoja innovatiivisuuden lisäämiseksi. Tästä ei-standardista käytöstä seuraa kuitenkin, että eri valmistajien laitteet eivät ole enää vertailukelpoisia eikä yleispätevästi sovellettavissa.
Vuosien mittaan IO-Link on vakiinnuttanut asemansa anturi- ja toimilaitetason tiedonsiirtojärjestelmänä. Jotta IO-Linkiä voitaisiin hyödyntää myös turvateknologian alueella, kehitettiin IO-Link Safety, jonka tarjoamia etuja ovat mm. vähäisempi kaapelointitarve, vähemmän tarvittavia perinteisiä tulo- ja lähtökortteja sekä mahdollisuus käyttää analogisia mittausarvoja kunnonvalvonnassa.
Vaatimukset
Laitteet liitetään IO-Link -turvamasteriin (FS-master). Eri valmistajien laitteet voidaan integroida yhdenmukaisen anturi-/toimilaiteliitännän (M12/5-nap.) kautta. Tulevaisuudessa tullaan käyttöönotossa käyttämään yleisohjelmistotyökalua erikois-gateway-yksiköiden määrän vähentämiseksi laitteita integroitaessa. Kompaktia FS-masteria käytettäessä ei enää tarvita suurta määrää liitäntäkortteja (tulo- ja lähtökortteja). Tämä vähentää kaapelointia ja mahdollistaa helpon analogia-arvojen käsittelyn. Tiedonsiirto välillä FS - PLC tapahtuu k.o. FDCP-domainin kautta.
Yhteensopivuusmoodissa on käytettävissä kaksi erillistä OSSD-kanavaa. Kaksi moodia ovat valittavissa. Siten anturit voidaan käyttöönotossa konfiguroida helposti IO-Linkin kautta, ja sen jälkeen käyttää niitä OSSD-moodissa turvallisuuteen liittyvien tapahtumien signaloimiseksi luotettavasti.
Turvallisen toiminnan varmistamiseksi heti käynnistyksen jälkeen FS-master ohjaa FS-laitteita automaattisesti portin käynnistyksen aikana tarkistamalla tallennetut parametrit, FSCPt, porttinumerot ja I/O-datan rakenteen. IO-Link viivästyttää FS-mastereiden käyttövalmiuteen siirtymistä näiden itsetestien kestoajan perusteella kompensoidakseen FS-laitteiden mahdollisen toimintavalmiusviiveen.
AL200S on ensimmäinen ifm:n lanseeraama turvatuote IO-Link -ympäristöön. AL200S on PROFIsafe-väylään liitettävä turva-I/O-moduli turvatuloilla ja -lähdöillä Se soveltuu mekaanisten turvakoskettimien ja OSSD-antureiden liittämiseen.
IO-Link -datan saumattoman integroinnin mahdollistamiseksi gateway-yksiköiden kautta (esim. kenttävylissä kuten PROFINET tai EtherNet/IP) on IO-Linkin ja ylemmän tason protokollien tai järjestelmien välillä tapahtuvaa tiedonvaihtoa koskevat formaatit määritelty ja standardoitu. Tämä sisältää tärkeät tiedonvaihtoformaatit kuten OPC UA tai JSON, jotka mahdollistatavat liitännät IT-järjestelmiin. Tätä varten johtavat valmistajat työskentelevät yhteistyössä 'Open Industry 4.0 Alliance' -ryhmän puitteissa kehittääkseen helppokäyttöisyyttä ja eri valmistajien tuotteiden välistä yhteensopivuutta.
IO-Link -yhteisön määrittelemät spesifikaatiot, jotka vaativat yhdenmukaista, standardisoitua ja alimmalta IO-Link -kenttätasolta IT-maailman pilvipalveluihin soveltuvaa datarakennetta, konkretisoituivat JSON-pohjaisena tiedonvaihtoformaattina. Tämä sisältää sekä API / REST-liintännän että MQTT:n yli tapahtuvan datasiirron määritelmät. Se sisältää myös datamappauksen sekä järjestelmän käyttäytymis- ja semantiikkamäärittelyt.
Datan siirtämisessä saumattomasti IT-ympäristöön JSON (Java Script Object Notation) on vakiinnuttanut asemansa sujuvana dataformaattina, jota voidaan käyttää yli kaikkien järjestelmärajapintojen. Ylimääräisen semantiikkamäärittelyn kautta datan helppo tulkkaus on myös tehty helpoksi. Tämä mahdollistaa saumattoman liitännän IO-Link -tasolta MES/ERP -järjestelmiin, pilvipalveluihin ja yleisesti klassisen PLC-automaation ulkopuolisiin sovellutuksiin n.s. Y-haaran kautta.
"Industrial Internet of Things" (IIoT) -maailmassa installaatiot ja koneet keskustelevat keskenään. Pilvessä jokaista konetta voi edustaa virtuaalitehtaassa toimiva digitaalinen "kaksonen". Vaikka ne eivät omien ohjausjärjestelmiensä takia puhu edes samaa kieltä, avaamme niille yhteyden virtuaalitehtaaseen. Tavoitteena on saada tietoa niiden datasta. Ne antavat tehokasta käyttöä varten tietoa mm. koneiden tiloista, tarvittavista kunnossapitotoimenpiteistä, tuottavuuden parantamismahdollisuuksista, energian säästövaihtoehdoista ja paljosta muusta.
Yksin avaintekijöistä IO-Linkin menestyksen takana on älykkäiden antureiden ja toimilaitteiden helppo kaapelointi normaalien anturikaapeleiden avulla. Niistä voidaan tulevaisuudessa jopa luopua kokonaan, jotta voitaisiin tyydyttää kasvava tarve nopealle ja yksinkertaiselle datanvaihdolle kasvavan osanottajamäärän kesken. Automaatiosektorilla mobiilitiedonsiirtostandardit kuten IO-Link, 5G ja Wifi 6 muodostavat rakennuselementit reaaliaikaisella M2M-tiedonsiirrolle (machine-to-machine). IO-Link teknologia, jonka perustamiseen ifm osallistui, mahdollistaa pääsyn käsiksi erilaisiin diagnostiikan ja kunnonvalvonnan prosessiarvoihin ilman muunnoshäviöitä ja täysin ohjausjärjestelmästä ja kenttäväylästä riippumatta.
IO-Link on nyt langaton! Tämä vähentää asennustyömäärän minimiinsä. Reaaliaikainen tiedonsiirto takaa lyhyet vasteajat prosessiarvojen muuttumisen välittömälle tunnistukselle. Lisäksi vioittuneet komponentit voidaan vaihtaa nopeasti kaapelointiin koskematta, minkä ansiosta pitkiltä tuotantoseisakeilta voidaan välttyä. Lisäksi voidaan ehkäistä seisakkeja sellaisilla alueilla, missä kaapelit kuluvat nopeasti kuten esim. AGV- ja robottisovellutuksissa.
Tavoitteena on saada normaaleihin kaapeliliitäntöihin verrattuna viisinkertainen määrä IO-Link -laitteita kommunikoimaan masterin kanssa - alle 5 ms kierrosajalla. Käytännössä tämä merkitsee, että jopa 40 laitettaa pystyy kommunikoimaan radion välityksellä yhden masterin kanssa. Esimerkiksi kolmella masterilla yhden RF-alueen sisällä voidaan kommunikoida samanaikaisesti jopa 120 laitteen kanssa. Sekä syklistä (prosessidata) että asyklistä (pyydettäessä lähetettävä) dataa voidaan lähettää. Laitteen ja masterin välimatka voi olla jopa 20 m.
io-key ja Bluetooth-adapteri ovat ifm:n ensimmäiset tuotteet tähän suuntaan. Prosessiarvoihin on siis mahdollista päästä käsiksi myös langattomasti GSM-mobiiliverkon tai Bluetooth-liitännän kautta. Langattomat konseptit ovat erityisen tärkeitä prosessi- ja aikakriittisissä sovellutuksissa, esim. automaatiojärjestelmissä, joissa useita osapuolia keskustelee keskenään lähes reaaliaikaisesti. ifm:llä on yli 50 vuoden kokemus tältä tehdasautomaation sektorilta.