Trendovi IO-Linka

IO-Link razvili su vodeći proizvođači senzora, pokretača i upravljačke tehnologije koji kontinuirano rade na unaprjeđenju ove inovativne tehnologije. Njihov je fokus na ključnim trendovima u industriji radi jamčenja kontinuirane stabilnosti za upotrebu na terenu.

Sadržaj

Profili
Sigurnost IO-Linka
Integracija / Otvoreni savez industrije 4.0
Bežični IO-Link

Profili

Putem funkcijskih blokova profila, PLC-om se može pristupiti obradnim vrijednostima uređaja IO-Linka različitih proizvođača na mreži u bilo kojem trenutku, s obzirom da se podatci pružaju na standardizirani način zahvaljujući „komunikacijskoj specifikaciji” i parametrima profila koji su pohranjeni u senzor. Različite rezolucije senzora također se prikazuju u identičnom obliku PLC-u.

Zahvaljujući ovim standardiziranim značajkama sustava, postupak, identifikacija i dijagnostički podatci dostupni su ujednačeno neovisno o uređaju. Posljedično, integracija u upravljački program mnogo je jednostavnija i brža.

Upotrebom IO-Linka, dijagnostički podatci, konfiguracije i funkcije različitih uređaja mogu se standardizirati i biti dostupni na ujednačen način. Za pristup ovim podatcima, u PLC-u će se upotrebljavati ujednačeni blokovi. Od namještanja parametara do procjene obradne vrijednosti, za korisnika je složenost značajno smanjena.

Uz to, moguće je provesti dijagnostiku specifičnu za proizvođača, proširenja i funkcije radi poticanja inovacije. Međutim, rezultat ove nestandardne upotrebe je taj da se uređaji različitih proizvođača više ne mogu uspoređivati i da su univerzalno primjenjivi.

Sigurnost IO-Linka

Kroz godine, IO-Link je postao komunikacijski sustav za senzore/pokretače. Za ostvarivanje koristi od IO-Linka na području sigurnosne tehnologije, razvijen je sigurnosni IO-Link kojim se pružaju prednosti kao što je smanjeno ožičenje, smanjena potreba za konvencionalnim ulaznim i izlaznim karticama i upotreba analognih mjernih vrijednosti za praćenje stanja.

Zahtjevi

5-polni priključci M12 i ujednačeni softverski alati za integraciju uređaja različitih proizvođača
Središnji master FS za uređaje s različitim izlazima signala
Kompatibilnost s postojećim „standardima” (npr. OSSD)
Automatska provjera pohranjenih parametara, autentičnosti i strukture U/I podataka tijekom pokretanja priključka
Vrijeme mastera FS i uređaja FS u skladu s trajanjem samotestiranja
Automatski prijenos parametara pri zamjeni neispravnih uređaja FS

Uređaji su povezani sa sigurnosnim masterom IO-Linka (master FS). Uređaji različitih proizvođača mogu se jednostavno integrirati putem ujednačenog sučelja senzor/pokretač (M12/5-polni). U budućnosti će se upotrebljavati univerzalni softverski alat za puštanje u rad kako bi se smanjio broj posebnih pristupnika pri integraciji uređaja. Upotrebom kompaktnog mastera FS, više vam neće biti potreban veliki broj evaluacijskih kartica (ulazne i izlazne kartice). Time se smanjuje ožičenje i omogućuje jednostavna obrada analogne vrijednosti. Komunikacija s PLC-om FS-a odvija se putem odgovarajuće domene FSCP.

U načinu kompatibilnosti, dva odvojena kanala OSSD dostupna su kao i prije. Moguće je odabrati dva načina rada. Stoga se senzori mogu konfigurirati putem IO-Linka za jednostavno postavljanje, a zatim upotrebljavati u načinu rada OSSD za pouzdano signaliziranje događaja vezanih uz sigurnost.

Za jamčenje sigurnog rada odmah nakon pokretanja, uređajima FS automatski naređuje master FS, tijekom pokretanja priključka, da provjere pohranjene parametre, FSCP-ove, brojeve priključaka i strukturu U/I podataka. IO-Linkom se odgađa pripravnost za rad mastera FS na temelju trajanja tih samotestiranja za kompenziranje za rezultirajuću odgođenu pripravnost uređaja FS.

Alternativni sigurnosni proizvodi s IO-Linkom poduzeća ifm

Proizvodom AL200S, poduzeće ifm lansiralo je svoj prvi sigurnosni proizvod u okruženju IO-Linka. AL200S je sigurni U/I modul za PROFIsafe sa sigurnim ulazima i izlazima. Prikladan je za spajanje sigurnih mehaničkih kontakata i senzora OSSD.

Integracija / Otvoreni savez 4.0

Za omogućavanje neometane integracije podataka IO-Linka putem pristupnika, npr. u sabirnicama polja kao što je PROFINET ili EtherNet/IP, formati izmjene između IO-Linka i protokola više razine i sustava, definirani su i dodatno standardizirani. Time se uključuju važni formati izmjene kao što je OPC UA ili JSON radi omogućavanja povezivanja s IT sustavima. U tu svrhu, vodeći proizvođači surađuju putem „otvoreni savez industrije 4.0”, tako da potiču napredak radi jamčenja jednostavnosti upotrebe i kompatibilnosti između proizvoda različitih proizvođača.

Specifikacije definirane IO-Linkom kojima se zahtijeva ujednačena, standardizirana stalnost podataka od najniže razine polja IO-Linka do usluga u oblaku IT svijeta rezultirale su formatom izmjene na temelju JSON-a. Time se obuhvaća definicija API-ja kao sučelja REST i prijenos podataka putem MQTT-a. Uključuje mapiranje podataka, ponašanje sustava i semantičke definicije.

Za neometan prijenos podataka u svijet IT-a, JSON je postao veoma jednostavan format izmjene koji se može upotrebljavati preko granica svih sustava. Putem dodatne specifikacije semantike, postala je moguća jednostavna interpretacija podataka. Time se omogućuje neometano povezivanje razine IO-Linka sa sustavima MES/ERP, uslugama u oblaku i primjenama izvan klasične automatizacije PLC-a, uobičajeno putem tzv. „Y linije”.

U „Industrijskom internetu stvari” (IIoT) instalacije i strojevi dolaze u doticaj jedni s drugima. U oblaku svaki stroj može predstavljati njegov digitalni blizanac u virtualnoj tvornici. Čak i ako ne upotrebljavaju iste jezike zbog vlastitih kontrolnih sustava, uspostavljamo vezu s virtualnom tvornicom. S ciljem dobivanja informacija iz njihovih podataka. Radi učinkovite upotrebe daju pojedinosti o stanju strojeva, o potrebnom održavanju, o potencijalu za povećanje proizvodnje, o mogućnostima za uštedu energije i mnogo više.

Bežični IO-Link

Jedan od ključnih čimbenika uspjeha IO-Linka je jednostavno ožičenje pametnih senzora i pokretača pomoću standardiziranih kabela senzora. Bit će moguće čak i to otpustiti u budućnosti radi zadovoljavanja rastuće potrebe za brzom i jednostavnom razmjenom podataka između sve većeg broja sudionika. Na području automatizacije, mobilni komunikacijski standardi kao što su IO-Link, 5G ili Wifi 6 sastavni su dio komunikacije M2M (komunikacija između strojeva) u stvarnom vremenu. Tehnologijom IO-Link, u čijem je nastajanju sudjelovalo poduzeće ifm, omogućuje se pristup na daljinu različitim obradnim vrijednostima za dijagnostiku i praćenje stanja bez gubitaka u pretvorbi i u potpunosti neovisno o upravljačkom uređaju i sabirnici polja.

IO-Link je sada bežičan! Time se maksimalno smanjuju napori pri instalaciji. Komunikacijom u stvarnom vremenu jamče se brza vremena reakcije za trenutačno otkrivanje promjena obradne vrijednosti. Uz to, neispravni se dijelovi mogu zamijeniti u najkraćem roku bez velikog ožičenja, a na taj se način izbjegavaju dugi zastoji proizvodnje. Nadalje, zastoji u područjima gdje se kabeli obično brzo troše, kao što su AGV-ovi ili roboti, se isključuju.

Područja primjene

Automatizacija postupaka, npr. robotima, radilicama ili AGV-ovima (visoka dostupnost pri najvećoj brzini prijenosa i smanjenom rasponu)
Nevremensko kritično praćenje, npr. razina spremnika za pametno planiranje ruta prikupljanja otpada (mali volumen podataka i potrošnje struje s mnogim sudionicima kao i dobra energetska učinkovitost s dugim rasponom)
Dijagnoza, namještanje parametara i vizualizacija podataka postupka, npr. za namještanje parametara u skladu s materijalom koji treba otkriti (veliki volumen podataka s malo sudionika i srednja brzina prijenosa sa srednjim do malim rasponom)

Cilj je ostvariti da pet puta više uređaja IO-Linka komunicira s masterom u usporedbi sa standardnim kabelskim priključcima – u vremenu ciklusa ispod 5 ms. Praktično to znači da će do 40 uređaja moći komunicirati s jednim masterom radijskim putem. Primjerice, s 3 mastera unutar jednog radiofrekvencijskog područja bit će moguća istovremena komunikacija s do 120 uređaja. Mogu se prenositi i ciklički podatci (obradni podatci) i aciklički podatci (podatci na zahtjev). Ostvaruje se raspon do 20 m između uređaja i mastera.

Alternativne bežične tehnologije s IO-Linkom poduzeća ifm

IO-ključ i prilagodnik značajke Bluetooth prvi su proizvodi poduzeća ifm u ovom smjeru. Tako da je već moguće pristupiti obradnim vrijednostima vaših aplikacija bežično putem mobilne mreže GSM ili značajke Bluetooth. Bežični su koncepti osobito važni u obradnim i vremenski važnim primjenama, npr. u automatizaciji, u kojoj mnogi sudionici međusobno virtualno komuniciraju u stvarnom vremenu. Poduzeće ifm može se osvrnuti na više od 50 godina iskustva u ovom polju automatizacije tvornica.