Technologia IO-Link została opracowana przez wiodących producentów czujników, aktuatorów i układów sterowania, którzy nieustannie pracują nad udoskonaleniem tej innowacyjnej technologii. Skupiają się oni na kluczowych trendach w branży, aby zapewnić stałą przydatność do użytku na obiektach.
Spis treści
Za pomocą profilowanych bloków funkcyjnych sterownik PLC może w każdej chwili uzyskać dostęp online do wartości procesowych urządzeń IO-Link różnych producentów, ponieważ dane są dostarczane w standardowy sposób dzięki „specyfikacji komunikacji” i parametrom profilu zapisanym w czujniku. Różne rozdzielczości czujników są również prezentowane w identycznej formie w sterowniku PLC.
Dzięki tym znormalizowanym właściwościom systemu dane dotyczące procesu, identyfikacji i diagnostyki są dostępne w jednolity sposób niezależnie od urządzenia. Dzięki temu integracja z programem sterującym jest znacznie łatwiejsza i szybsza.
Dzięki zastosowaniu IO-Link dane diagnostyczne, konfiguracje i funkcje różnych urządzeń mogą być standaryzowane i udostępniane w jednolity sposób. Aby uzyskać dostęp do tych danych, w sterowniku PLC stosowane są jednolite bloki. Od ustawiania parametrów po ocenę wartości procesowych, złożoność dla użytkownika jest znacznie ograniczona.
Ponadto możliwe jest wdrożenie specyficznej dla producenta diagnostyki, rozszerzeń i funkcji, które napędzają innowacje. Jednakże skutkiem takiego niestandardowego zastosowania jest to, że urządzenia różnych producentów nie są już porównywalne i dane z nich nie znajdują powszechnego zastosowania.
Z biegiem lat technologia IO-Link stała się systemem komunikacji pomiędzy czujnikami i aktuatorami. Aby móc korzystać z IO-Link w dziedzinie technologii bezpieczeństwa, opracowano wersję IO-Link Safety, która oferuje takie zalety, jak zmniejszenie ilości okablowania, mniejsze zapotrzebowanie na konwencjonalne karty wejść i wyjść oraz wykorzystanie analogowych wartości mierzonych do monitorowania stanu.
Wymagania
Urządzenia są połączone z masterem bezpieczeństwa IO-Link (modułem FS master). Urządzenia różnych producentów można łatwo integrować przez jednolity interfejs czujnika/aktuatora (M12/5-pinowy). W przyszłości uniwersalne narzędzie programowe będzie używane do rozruchu, aby zmniejszyć liczbę specjalnych bramek podczas integracji urządzeń. Dzięki zastosowaniu kompaktowego modułu master FS nie trzeba już wielu kart przetwarzających (kart wejść/wyjść). Zmniejsza to ilość okablowania i pozwala na łatwe przetwarzanie wartości analogowych. Komunikacja ze sterownikiem PLC FS odbywa się przez właściwą domenę FSCP.
W trybie kompatybilności dostępne są dwa oddzielne kanały OSSD, jak poprzednio. Można wybrać dwa tryby. Dzięki temu czujniki mogą być konfigurowane przez IO-Link w celu łatwej instalacji, a następnie obsługiwane w trybie OSSD w celu niezawodnej sygnalizacji zdarzeń istotnych dla bezpieczeństwa.
Aby zapewnić bezpieczną pracę zaraz po uruchomieniu, urządzenia FS są automatycznie instruowane przez moduły master FS podczas uruchamiania portu, aby sprawdzić zapisane parametry, FSCP, numery portów i strukturę danych We/Wy. IO-Link opóźnia gotowość do pracy masterów FS w oparciu o czas trwania tych autotestów, aby zrekompensować wynikające z tego opóźnienie gotowości urządzeń FS.
AL200S jest pierwszym produktem zabezpieczającym w ekosystemie IO-Link. AL200S jest bezpiecznym modułem We/Wy dla PROFIsafe z bezpiecznymi wejściami i wyjściami. Jest on odpowiedni do podłączania bezpiecznych styków mechanicznych i czujników OSSD.
Aby umożliwić bezproblemową integrację danych IO-Link za pośrednictwem bramek, np. w magistralach obiektowych takich jak PROFINET lub EtherNet/IP, definiowane i dalej ujednolicane są formaty wymiany między IO-Link a protokołami i systemami wyższego poziomu. Obejmuje to ważne formaty wymiany, takie jak OPC UA lub JSON, umożliwiające połączenie z systemami informatycznymi. W tym celu wiodący producenci współpracują w ramach zrzeszenia „Open Industry 4.0 Alliance”, skutecznie stymulując postęp w celu zapewnienia łatwości użytkowania i kompatybilności produktów różnych producentów.
Specyfikacje określone przez społeczność IO-Link wymagające jednolitej, znormalizowanej spójności danych od najniższego poziomu sieci przemysłowej IO-Link do usług w chmurze świata IT zaowocowały formatem wymiany opartym na JSON. Obejmuje to zarówno definicję API jako interfejsu REST, jak i transport danych przez MQTT. Obejmuje ono mapowanie danych, zachowanie systemu i definicje semantyczne.
JSON (Java Script Object Notation) stał się bardzo wydajnym formatem wymiany danych, który może być używany we wszystkich obszarach systemu, zapewniając bezproblemowy transport danych do świata IT. Dzięki dodatkowej specyfikacji semantyki, możliwa jest również łatwa interpretacja danych. Umożliwia to bezproblemowe połączenie poziomu IO-Link z systemami MES/ERP, usługami opartymi na chmurze i aplikacjami spoza klasycznej automatyki PLC w ogóle przez tak zwaną ścieżkę Y „Y path”.
W „Przemysłowym Internecie Rzeczy” (IIoT) instalacje i maszyny kontaktują się ze sobą. W wirtualnej fabryce każda maszyna może być reprezentowana w chmurze przez cyfrowego bliźniaka. Nawet jeśli nie posługują się one tym samym językiem z powodu własnych układów sterowania, nawiązujemy połączenie z wirtualną fabryką. Celem jest uzyskanie informacji z ich danych. Dane te, efektywnie wykorzystywane, zawierają szczegóły dotyczące stanu maszyn, wymaganej konserwacji, możliwości zwiększenia produktywności, opcji oszczędzania energii i wiele więcej.
Jednym z kluczowych czynników sukcesu IO-Link jest łatwe okablowanie inteligentnych czujników i aktuatorów przy użyciu standardowych kabli przeznaczonych do czujników. W przyszłości będzie można nawet z tego zrezygnować, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na szybką i nieskomplikowaną wymianę danych między coraz większą liczbą uczestników. W dziedzinie automatyzacji mobilne standardy komunikacji, takie jak IO-Link, 5G lub Wifi 6, stanowią elementy konstrukcyjne dla komunikacji w czasie rzeczywistym między maszynami (M2M). Technologia IO-Link, której współtwórcą jest firma ifm, umożliwia zdalny dostęp do różnych wartości procesowych na potrzeby diagnostyki i monitorowania stanu bez żadnych strat na konwersji i w sposób całkowicie niezależny od sterownika i magistrali obiektowej.
Technologia IO-Link jest teraz bezprzewodowa! Zmniejsza to do minimum nakład pracy związany z montażem. Komunikacja w czasie rzeczywistym gwarantuje szybki czas reakcji w celu natychmiastowego wykrycia wahań wartości procesowych. Ponadto uszkodzone elementy można wymieniać w bardzo krótkim czasie, bez konieczności stosowania obszernego okablowania, co pozwala uniknąć długich przestojów w produkcji. Ponadto wykluczone są przestoje w obszarach, w których kable zwykle szybko się zużywają, np. w pojazdach AGV lub robotach.
Celem jest uzyskanie do pięciu razy większej liczby urządzeń IO-Link komunikujących się z masterem w porównaniu do standardowych połączeń kablowych – w czasie cyklu poniżej 5 ms. W praktyce oznacza to, że nawet 40 urządzeń będzie mogło komunikować się z jednym masterem przez radio. Na przykład, dzięki trzem masterom w jednym obszarze RF, możliwa będzie komunikacja z maksymalnie 120 urządzeniami jednocześnie. Mogą być przesyłane zarówno dane cykliczne (dane procesowe), jak i acykliczne (dane na żądanie). Zasięg między urządzeniem a masterem może wynosić do 20 m.
Urządzenie io-key i adapter Bluetooth to pierwsze produkty ifm w tej dziedzinie. Tak więc już teraz można uzyskać bezprzewodowy dostęp do wartości procesowych danej aplikacji przez sieć komórkową GSM lub Bluetooth. Koncepcje bezprzewodowe są szczególnie ważne w aplikacjach krytycznych dla procesu i ze względu na czas np. w automatyce, gdzie wielu uczestników komunikuje się ze sobą praktycznie w czasie rzeczywistym. Firma ifm może się pochwalić ponad 50-letnim doświadczeniem w tej dziedzinie automatyki przemysłowej.