IO-Link 동향

글로벌이며 제조업체 및 필드버스에 독립적입니다: IO-Link 기술에 대한 요구사항과 기대치는 매우 높으며, 향후에는 가장 작은 맞춤형 어플리케이션의 표준화까지 확장될 것으로 예상됩니다. 제조업체들은 유연하고 안전하며 스마트한 제조 컨셉을 위한 핵심 기술로 IO-Link 표준을 만들기 위해 많은 노력을 기울이고 있습니다.

목표는 최종 사용자, 시스템 통합업체, 그리고 장치 제조업체 모두에게 이점을 제공하는 다양한 IO-Link 프로파일을 확립하는 것입니다. 그 결과 모든 이해관계자가 현장에서 센서와 액추에이터의 컨트롤 및 진단을 위한 장치 설명 파일(IODD)에 대한 여러 수준의 표준화 체계가 마련됩니다.

이는 세 가지 등급으로 구분됩니다:

• 특정 IODD를 사용하는 제조업체별 버전
• 표준화된 IODD를 갖춘 Smart Device Profile
• 특정 어플리케이션을 위한 커뮤니티 IODD 기반의 어플리케이션 프로파일

이와 같은 표준화를 통해, 특정 어플리케이션에서 개별 IO-Link 디바이스에 대한 다양한 요구사항을 충족할 수 있습니다. 이는 사용자의 계획 확실성을 높이고, 통합 노력을 크게 줄여줍니다. IO-Link 컨소시엄은 어플리케이션 프로파일 (AP: application profiles)로 나아가는 로드맵을 제시했습니다. 이 로드맵에는 향후 몇 년간 추가적인 스마트 디바이스 프로파일 (SDP: Smart Device Profile)과 최초의 어플리케이션 프로파일을 발표하는 계획이 포함되어 있습니다.

IO-Link는 수년 간 센서 / 액추에이터 통신 시스템으로 자리 잡았습니다. 안전 기술 분야에서 IO-Link의 장점을 활용할 수 있도록 IO-Link Safety가 개발되었으며, 이는 배선 감소, 기존의 입력 및 출력 카드 수 축소, 상태 모니터링에 아날로그 측정값 사용 등의 장점을 제공합니다.

요구사항

• 5극 M12 커넥터 및 다양한 제조업체의 디바이스를 통합을 위한 단일 소프트웨어 툴
• 시그널 출력이 다른 디바이스를 위한 중앙 FS 마스터
• 기존 "표준"과의 호환성 (예: OSSD)
• 포트 시작 시 저장된 파라메터, 신뢰성 및 I/O 데이터 구조의 자동 확인
• 자체 테스트 기간에 따른 FS 마스터 및 FS 디바이스의 타이밍
• 결함이 있는 FS 디바이스 교체 시, 파라메터의 자동 전송

디바이스는 IO-Link safety 마스터 (FS 마스터)에 연결되어 있습니다. 여러 제조업체의 디바이스를 균일한 센서 / 액추에이터 인터페이스 (M12/5극)를 통해 쉽게 통합할 수 있습니다. 미래에는 디바이스 통합 시, 특수 gateway를 줄일 수 있도록 범용 소프트웨어 툴이 시운전에 사용될 것입니다. 컴팩트한 FS 마스터를 사용하면 많은 평가 카드 (입력 및 출력 카드)가 필요하지 않습니다. 따라서 배선이 감소되고 아날로그 값 처리가 용이합니다. FS PLC와의 통신은 해당 FSCP 도메인을 통하여 이루어집니다.

호환성 모드에서는 이전과 같이 두 개의 OSSD 채널 사용이 가능하고, 두 가지 모드를 선택할 수 있습니다. 따라서, 센서는 쉬운 셋업을 위하여 IO-Link로 설정한 다음, 안전 관련 이벤트의 신뢰성있는 시그널을 위해 OSSD 모드에서 작동할 수 있습니다.

시운전 직후의 안전한 작동을 보장하기 위하여, FS 디바이스는 포트시작 중에 FS 마스터에 의해 저장된 파라메터, FSCP, 포트 번호 및 I/O 데이터 구조 확인을 자동으로 지시를 받습니다. IO-Link는 FS 디바이스의 지연된 준비상태를 보상하기 위하여 이러한 자체 테스트의 기간을 기반으로 FS 마스터의 작동 준비 상태를 지연시킵니다.

IO-Link를 보유한 ifm의 대체 안전 제품

AL200S으로 ifm은 이미 IO-Link 환경에서 최초의 안전 제품을 출시했습니다. AL200S는 안전한 입력 및 출력을 갖춘 PROFIsafe용 안전 IO 모듈입니다. 안전한 기계적 접촉부와 OSSD 센서 연결용으로 적합합니다.

IO-Link의 성공을 위한 핵심요소 중 하나는 표준화된 센서 케이블을 사용하여 지능형 센서와 액추에이터를 쉽게 배선하는 것입니다. 미래에는 점점 더 많은 참가자들 사이에 빠르고 복잡하지 않은 데이터 교환에 대한 수요증가에 부응하기 위하여 이조차도 필요하지 않을 수 있습니다. 자동화 분야에서는 IO-Link, 5G 또는 WiFi 6와 같은 모바일 통신 표준이 실시간 M2M (machine-to-machine) 통신의 기본 구성요소를 형성합니다. ifm이 공동 설립한 IO-Link 기술은 변환 손실 없이 다른 프로세스 값에 원격으로 액세스하여 진단 및 상태 모니터링을 수행할 수 있도록 하며, 컨트롤러와 필드버스로 부터 완전 독립적입니다.

IO-Link는 이제 무선입니다! 이렇게 되면 설치노력을 최소화할 수 있습니다. 실시간 커뮤니케이션을 통해 빠른 반응 시간을 보장하여 프로세스 값 변동을 즉시 검출할 수 있습니다. 또한, 광범위한 배선없이 결함 부품을 최단시간에 교체할 수 있으므로 긴 생산 중단시간을 피할 수 있습니다. 또한, AGV나 로봇과 같이 케이블이 빠르게 마모되는 영역에서는 다운타임이 제외됩니다.

무선 어플리케이션

• 로봇, 드론 또는 AGV 등의 프로세스 자동화 (최대 전송 속도 및 감소된 범위에서 높은 가용성)
• 시간이 중요하지 않은 즉, 쓰레기 수거차량의 지능적인 경로 계획을 위한 컨테이너 레벨 (참가자가 많은 낮은 데이터 볼륨 및 전류 소비 뿐만 아니라 긴 레인지의 우수한 에너지 효율성)
• 프로세스 데이터의 진단, 파라메터 세팅 및 가시화로 예를 들어 감지될 물체에 따른 파라메터 조정 (참가자가 적은 높은 데이터 볼륨 및 중간에서 작은 범위의 보통 전송속도)

목표는 표준 케이블 연결에 비해 최대 5배 많은 IO-Link 디바이스가 마스터와 통신하는 것입니다 - 5 ms 미만의 주기 시간. 실제로 이는 최대 40개의 디바이스가 무선전파를 통해 하나의 마스터와 통신할 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 하나의 RF 영역 내에 세개의 마스터가 있는 경우, 최대 120개의 디바이스와 동시에 통신할 수 있습니다. 주기 데이터 (프로세스 데이터)와 비주기 데이터 (요청 데이터)를 모두 전송할 수 있습니다. 디바이스와 마스터 사이의 범위는 최대 20 m입니다.

IO-Link를 보유한 ifm의 대체 무선 기술

io-key와 Bluetooth 어댑터는 이 분야에서 ifm의 첫번째 제품입니다. 따라서 이미 GSM 모바일 네트워크 또는 Bluetooth를 통해 무선으로 귀하 어플리케이션의 프로세스 값에 액세스할 수 있습니다. 무선 컨셉은 다수의 참가자가 거의 실시간으로 상호 통신하는 자동화와 같이 프로세스 및 시간이 중요한 어플리케이션에서 특히 중요합니다. ifm은 이제 공장 자동화 분야에서 50년 이상의 경험을 되돌아볼 수 있습니다.