Fabricantes líderes de sensores, atuadores e tecnologia de controle desenvolveram IO-Link em conjunto e trabalham continuamente no desenvolvimento desta tecnologia inovadora. O foco está voltado para as tendências mais importantes da indústria a fim de sempre poder adequar ao uso em campo.
Conteúdos
A qualquer momento o CLP pode acessar online os valores de processo de diferentes dispositivos IO-Link através de blocos de função de perfil específico, pois devido à “especificação da comunicação” e aos parâmetros de perfil contidos no sensor, estes dados podem ser disponibilizados uniformemente. Mesmo as diversas resoluções eventuais de diferentes sensores são mostradas de forma idêntica no controlador.
Com a uniformização das características dos sistemas é possível acessar os dados do processo, de identificação e diagnóstico de maneira uniforme, independentemente do dispositivo. Com isso a integração no programa de controle é muito mais fácil e rápida para o usuário.
Os dados de diagnóstico, as configurações e funções de dispositivos diferentes podem ser padronizadas e disponibilizadas de maneira uniforme com o IO-Link. Para o acesso a esses dados, são usados módulos uniformes no controlador. Com isso o esforço do usuário se reduz desde a parametrização até a avaliação dos valores do processo.
Além disso caso necessário, é possível implementar diagnósticos, ampliações e funções específicas do fabricante para impulsionar inovações. Contudo isso leva a que os dispositivos de diferentes fabricantes não sejam mais comparáveis e não possam ser aplicados universalmente como no uso padrão.
Ao longo dos anos o O-Link se estabeleceu como sistema de comunicação de sensor/de atuador. Para beneficiar-se também nos setores como da tecnologia de segurança com os benefícios associados como por exemplo cartões de entrada/saída e também a detecção de valores de medição analógicos para o monitoramento de condição, agora o IO-Link de segurança está nas etapas iniciais.
Requisitos
Os dispositivos são conectados aos mestres de segurança IO-Link (mestres FS). Através de uma interface sensor-atuador uniforme (M12/5 polos) é possível conectar dispositivos de diferentes fabricantes facilmente. Para a colocação em funcionamento será usada futuramente uma ferramenta de software universal para poder reduzir gateways especiais na conexão dos dispositivos. Com o uso de um mestre FS compacto, os diversos cartões de avaliação (cartões de entrada e de saída) não são necessários. Isso contribui para a diminuição da complexidade do cabeamento e facilita o processamento dos valores analógicos. A comunicação com o CLP FS ocorre através de cada domínio FSCP.
No modo de compatibilidade estão disponíveis como até o momento dois canais OSSD separados. É possível escolher entre diferentes modos. Assim, para uma fácil colocação em funcionamento o sensor pode ser parametrizado através do IO-Link e finalmente ser operado no modo OSSD para a sinalização confiável de eventos de segurança relevantes.
Para garantir um funcionamento seguro logo depois de ligar, durante o início do funcionamento da porta, os dispositivos FS são orientados automaticamente pelo mestre FS para verificar os parâmetros gravados, FSCPs, os números de portas e a estrutura de dados I/O. O IO-Link adia a prontidão operacional do mestre FS de acordo com a duração deste autoteste para compensar o retardo de prontidão resultante dos dispositivos FS.
Com o AL200S ifm já tem no mercado uma primeira solução de segurança no ambiente IO-Link. Se trata de um módulo IO seguro para PROFIsafe com entradas e saídas seguras. É apropriado para a conexão de contatos mecânicos seguros e sensores e sensores OSSD.
A fim de poder realizar uma sem integração problemas dos dados IO-Link através dos Gateways por exemplo, em barramentos de campo como PROFINET ou EtherNet/IP, são definidos formatos de troca entre o IO-Link e os protocolos e sistemas sobrepostos e então padronizados. Entre eles estão formatos de troca importantes como por exemplo OPC UA ou JSON para permitir uma integração com os sistemas de TI. É com este intuito que os principais fabricantes trabalham juntos na "Open Industry 4.0 Alliance” para impulsionar o progresso com eficiência de modo que os produtos de diferentes fabricantes sejam compatíveis entre si e possam ser operados facilmente.
As especificações definidas pela comunidade IO-Link para a padronização uniforme da continuidade de dados desde o nível de campo IO-Link mais inferior até os serviços baseados em nuvens do mundo da TI, resultaram em um formato de troca baseado em JSON. Este compreende tanto a definição de um API e uma interface REST, como também o transporte dos dados através do MQTT. Para isso compreendem tanto o mapeamento de dados, o comportamento do sistema quanto as definições semânticas.
Para o transporte de dados sem problemas no mundo da TI, o JSON (Java Script Object Notation) se estabeleceu como um formato de troca muito compacto e útil por todos os limites do sistema. Através de uma determinação adicional da semântica os dados podem ser interpretados mais facilmente. Com isso é possível integrar sem problemas os níveis de IO-Link aos sistemas MES e ERP, serviços baseados em nuvens ou em geral em aplicações fora da automação clássica do CLP através da dita “via Y”.
Na "internet industrial das coisas" (IIoT) as instalações e as máquinas entram em contado umas com as outras". Na nuvem, cada máquina pode ser representada por um gêmeo digital em uma fábrica virtual. Mesmo se eles, devido à sistemas de controle próprios, não falarem a mesma língua, nós estabelecemos a conexão com a fábrica virtual. Com o objetivo de obter informações através dos dados. Estes fornecem informações eficientes e úteis sobre a condição das máquinas, sobre a manutenção, sobre potenciais para aumentar a produtividade, sobre possibilidades de economizar energia e muito mais.
Um dos principais fatores de sucesso do IO-Link é o fácil cabeamento de sensores e atuadores inteligentes. Atualmente isto é resolvido através de cabos padrões de sensores. No futuro pode até ser eliminado para poder satisfazer o aumento das exigências de uma troca de dados rápida e descomplicada entre cada vez mais integrantes. Para isso, no setor de automação são formados os padrões móveis de comunicação como IO-Link, 5G ou Wifi 6, os fundamentos para uma comunicação M2M em tempo real (máquina-a-máquina). A tecnologia IO-Link fundada em cooperação com ifm, oferece possibilidades de consultar diferentes valores de processo de forma remota e sem perdas de conversão para o diagnóstico e monitoramento de condição, e isso de forma totalmente independente do controlador e do barramento de campo.
IO-Link se torna agora sem fio! Com isso, a complexidade de instalação se reduz a um mínimo. A comunicação em tempo real garante tempos de reação rápidos para detectar variações de valores de processo imediatamente. A troca de componentes defeituosos pode ser feita em pouco tempo sem cabeamento complicado para evitar longas paradas de produção. Adicionalmente são excluídos os períodos de parada em setores nos quais os cabos se desgastam rapidamente, como em AGVs ou robôs.
O objetivo é que em relação às conexões de cabos padrões, até 5 vezes mais dispositivos IO-Link possam se comunicar com um mestre e isso com um tempo de ciclo de 5 ms. Em termos concretos, um mestre pode conectar-se via rádio com até 40 dispositivos Por exemplo, se houverem três mestres em uma célula de rádio, então é possível conectar até 120 dispositivos entre si. Podem ser transmitidos tanto dados cíclicos (dados de processo) como dados acíclicos (dados por solicitação). Com isso se chega a um alcance de até 20 m entre dispositivo e o mestre.
Com ambos produtos io-key e adaptador bluetooth ifm lançou no mercado os primeiros produtos neste sentido. Com conexões móveis de rádio GSM ou de bluetooth você pode acessar sem fio, valores de processo em sua aplicação. Conceitos sem fio são decisivos principalmente em aplicações de processo e com fator de tempo crítico como as na automação, nas quais muitos integrantes se comunicam entre si praticamente em tempo real. Agora ifm olha para os mais de 50 anos de experiência neste mesmo setor da automação fabril.