IO-Link-trender

Global, produsentuavhengig og feltbussuavhengig: Kravene og forventningene til IO-Link-teknologien er høye, og fremover forventes de å omfatte standardisering også av de minste og mest kundetilpassede bruksområdene. Produsentene legger tilsvarende stor innsats i å gjøre IO-Link-standarden til en nøkkelteknologi for fleksible, sikre og smarte produksjonskonsepter.

Målet er å etablere ulike IO-Link-profiler som gir fordeler for sluttkunder, systemintegratorer og enhetsprodusenter. Resultatet for alle involverte er ulike nivåer av harmonisering av enhetsbeskrivelsesfiler (IODD-er) for styring og diagnostikk av sensorer og aktuatorer ute i felt.

Disse kan deles inn i tre klasser:

• Produsentspesifikke varianter med spesifikke IODD-er
• Smart Device-profiler med harmoniserte IODD-er
• Applikasjonsprofiler for spesifikke bruksområder med felles IODD-er

Takket være denne harmoniseringen kan ulike krav oppfylles for individuelle IO-Link-enheter i et gitt bruksområde. Dette øker planleggingssikkerheten for brukere og reduserer integrasjonsarbeidet betydelig. IO-Link-konsortiet har beskrevet veien mot applikasjonsprofiler (AP) i et veikart. Veikartet legger opp til publisering av flere Smart Device-profiler (SDP-er) og de første applikasjonsprofilene i årene som kommer.

I årenes løp har IO-Link etablert seg som et kommunikasjonssystem for sensorer/aktuatorer. For å kunne dra nytte av IO-Link innen sikkerhetsteknologi ble IO-Link Safety utviklet. Løsningen gir fordeler som redusert kabling, færre behov for konvensjonelle inn- og utgangskort samt bruk av analoge måleverdier til tilstandsovervåking.

Krav

• 5-Polede M12-kontakter og ensartet programvareverktøy til å integrere enheter fra ulike produsenter
• En sentral FS-primærenhet for enheter med ulike signalutganger
• Kompatibilitet med eksisterende «standarder» (f.eks. OSSD)
• Automatisk kontroll av de lagrede parametrene, autentisitet og I/O-datastruktur under portens startprosedyre
• Tidsinnstilling av FS-primærenheter og FS-enheter i henhold til selvtestenes varighet
• Automatisk overføring av parametere når defekte FS-enheter byttes ut

Enhetene er tilkoblet primærenheten til IO-Link Safety (FS-primærenhet). Enheter fra ulike produsenter kan enkelt integreres via et ensartet sensor-/aktuatorgrensesnitt (M12/5-polet). I fremtiden vil det bli brukt et universelt programvareverktøy for idriftsettelse. Da kan antall spesielle gateways reduseres når enheter skal integreres. Ved å bruke en kompakt FS-primærenhet, trenger du ikke lenger et stort antall evalueringskort (inngangs- og utgangskort). Dette medfører mindre installering og muliggjør enkel analog verdibehandling. Kommunikasjon med FS-PLSen foregår via det respektive FSCP-domenet.

Som tidligere er to separate OSSD-kanaler tilgjengelige i kompatibilitetsmodus. Du kan velge to moduser. Følgelig kan sensorene konfigureres via IO-Link for enkel installering. De betjenes deretter i OSSD-modus for pålitelig signalisering av sikkerhetsrelevante hendelser.

For å sikre trygg drift rett etter oppstart, instrueres FS-enheter automatisk av FS-primærenheten under portens startprosedyre for å kontrollere de lagrede parametrene, FSCPene, portnumrene og I/O-datastrukturen. IO-Link forsinker beredskapen for bruk av FS-primærenhetene basert på disse selvtestenes varighet. Det er for å kompensere for FS-enhetenes påfølgende forsinkede beredskap.

Alternative sikkerhetsprodukter med IO-Link fra ifm

Med AL200S har ifm lansert sitt første sikkerhetsprodukt i IO-Link-miljøet. AL200S er en sikker IO-modul for PROFIsafe med sikre inn- og utganger. Den er egnet for tilkobling av sikre mekaniske forbindelser og OSSD-sensorer.

En av nøkkelfaktorene til IO-Links suksess, er den enkle installasjonen til intelligente sensorer og aktuatorer ved hjelp av standardiserte sensorkabler. I fremtiden vil selv dette kanskje ikke lenger være nødvendig for å møte den økende etterspørselen etter rask og ukomplisert datautveksling mellom et stadig større antall aktører. Innen automatiseringsområdet danner mobile kommunikasjonsstandarder, slik som IO-Link, 5G eller Wi-Fi 6, systemkomponentene for sanntids-M2M- (maskin-til-maskin) kommunikasjon. IO-Link-teknologi, som ifm var med på å etablere, muliggjør fjerntilgang for ulike prosessverdier med tanke på diagnoser og tilstandsovervåking uten konverteringstap, og er helt uavhengig av styringsenhet og feltbuss.

IO-Link er nå trådløs! Dette reduserer anstrengelsene i forbindelse med installeringen til et minimum. Sanntidskommunikasjon garanterer for raske reaksjonstider for umiddelbar deteksjon av prosessverdiers svingninger. I tillegg kan defekte komponenter byttes ut på kort tid uten omfattende installasjon. Da unngås også lange nedetider for produksjonen. Dessuten utelukkes nedetider i områder der kablene vanligvis slites ut fort, som for eksempel for AGVer (robottraller) eller roboter.

Trådløse applikasjoner

• Prosessautomatisering, f.eks. av roboter, droner eller AGVer (stor tilgjengelighet ved maksimal overføringshastighet og redusert rekkevidde)
• Kritisk overvåking som ikke er tidsstyrt, for eksempel av containernivåer angående intelligent planlegging av ruter for avfallsinnsamling (lavt datavolum og strømforbruk med mange deltagere, samt god energieffektivitet med lang rekkevidde)
• Diagnoser, parameterinnstilling og visualisering av prosessdata, f.eks. for parameterjustering på linje med materialet som skal detekteres (høyt datavolum med få deltagere og middels overføringshastighet med middels til liten rekkevidde)

Målet er å få opptil fem ganger så mange IO-Link-enheter som kommuniserer med en primærenhet sammenlignet med standard kabelforbindelser – ved en syklustid som er under 5 ms. Enkelt sagt betyr dette at opptil 40 enheter vil kunne kommunisere med én primærenhet via radio. Eksempel: Med tre primærenheter innenfor ett RF-område, vil det være mulig å kommunisere med opptil 120 enheter samtidig. Både syklusdata (prosessdata) og asykliske data (for forespørselsdata) kan overføres. Det oppnås en rekkevidde på opptil 20 m mellom enheten og primærenheten.

Alternative trådløse teknologier med IO-Link fra ifm

io-key og Bluetooth-adapter er ifm’s første produkter i denne retningen. Derfor er det allerede mulig å få trådløs tilgang til prosessverdiene for applikasjonene dine via GSM-mobilnett eller Bluetooth. Trådløse konsepter er spesielt viktig for prosess- og tidskritiske applikasjoner, f.eks. innen automatisering, der mange deltagere kommuniserer med hverandre virtuelt i sanntid. ifm kan se tilbake på over 50 års erfaring på dette området med fabrikkautomatisering.