Implementarea Industry 4.0 creează o siluetă digitală a unei fabrici pentru optimizarea proceselor. Informațiile esențiale sunt furnizate de mulți senzori care oricum sunt deja instalați pentru controlul utilajelor. Datorită tehnologiei IO-Link, acești senzori furnizează mult mai multe date decât simple semnale de comutare sau valori analogice. Starrag Technology GmbH din Bielefeld (Germania) este o companie care produce mașini-unelte și le echipează cu senzori IO-Link de la ifm.
Centrul de prelucrare portabil din seria FOGS de la Starrag Technology GmbH este o mașină care are aceste caracteristici. Este utilizat în inginerie mecanică și în industria aeronautică și auto, de exemplu, pentru fabricarea pieselor de carcasă. Mașina din imagine este utilizată pentru prelucrarea componentelor șasiului (tren de aterizare) în industria aviației.
Aceste mașini-unelte complexe necesită senzori pentru a monitoriza toți agenții (de exemplu, lichide de răcire și lubrifianți, hidraulică, controlul temperaturii mașinii). Toleranțele strânse sunt necesare pentru temperaturi medii, valori de presiune și cantități de debit volumetric pentru a se asigura că instrumentele sunt utilizate cu eficiență optimă în procesele de producție complet automatizate.
IO-Link este o interfață digitală robustă bazată pe niveluri de semnal de 24 V care, pe lângă doar semnalele de comutare, permite comunicarea bidirecțională cu controlerul prin intermediul cablului normal al senzorului. Senzorii transmit valori măsurate digitale și informații de diagnosticare prin IO-Link către masterul IO-Link, cum ar fi un modul IO, un gateway sau un PLC echipat cu porturi IO-Link. Senzorii sunt conectați cu conectori standard M12. Cablurile ecranate și de împământare aferente nu mai sunt necesare.
Starrag Technology GmbH optează pentru senzori de fluid de la ifm electronic. Motivul: Specialistul în senzori oferă cea mai mare gamă de produse de senzori de proces cu IO-Link.
Unul dintre cele mai mari avantaje ale IO-Link este posibilitatea de a transfera toate datele necesare ale parametrilor prin intermediul cablului de conexiune IO-Link către senzor. Datele parametrilor senzorului (de exemplu, punctele de comutare, histereza de comutare, culoarea afișajului) pot fi transferate de la controler la senzorii compatibili cu IO-Link, fie atunci când senzorii sunt configurați sau mai târziu în timpul funcționării și pentru a-i ajusta la o situație specifică. Avantaj pentru client: În faza de punere în funcțiune a unei mașini, parametrii senzorului proiectați anterior pot fi transferați rapid, ușor și în mod fiabil către senzor. Dacă este necesar, de exemplu în cazul dimensiunilor mici ale lotului, IO-Link face posibilă stocarea diferitelor seturi de parametri pentru diferite produse separat pe senzor. Mai mult, datorită setării parametrilor bazate pe controler, optimizarea ulterioară a procesului prin mentenanță la distanță este ușoară cu IO-Link. În total, se poate spune că IO-Link este o tehnologie cheie pentru aplicațiile Industry 4.0.
În plus față de setarea parametrilor senzorului bazată pe controler, IO-Link din versiunea 1.1 sau o versiune superioară asigură stocarea dublă a datelor a parametrilor senzorului pe dispozitiv și pe masterul IO-Link. Dietmar Wallenstein, director de departament de construcții electronice și de implementare la Starrag Technologies, spune: "Unul dintre avantajele mari ale IO-Link este backup-ul automatizat al datelor senzorului care are loc în fundal. Fiecare senzor (dispozitiv) trimite setările parametrilor săi automat către masterul IO-Link. Acolo, acestea vor fi oglindite și stocate ca copie de rezervă. Imediat ce un senzor este înlocuit, datele sunt schimbate automat cu noul dispozitiv. Datele parametrilor vor fi transferate automat de la masterul IO-Link la dispozitivul IO-Link. Acest lucru face mult mai ușor să înlocuiți un senzor și reduce timpul de nefuncționare a mașinii în mod semnificativ în caz de defecțiune. În același timp, acest lucru reduce volumul de muncă al personalului de service și de întreținere. "
Erorile de setare a parametrilor senzorilor aparțin trecutului. Înlocuirea unui senzor necesită doar instalarea mecanică. Clientul îl poate înlocui fără a avea nevoie de sprijin. Personalul de întreținere nu trebuie să fie instruit în ceea ce privește setarea parametrilor senzorului, deoarece are loc automat în fundal. Datorită acestui fapt, problemele tehnice pot fi rezolvate mult mai rapid și mult mai eficient. Acest lucru aduce economie.
Până în prezent, semnalele senzorului analogic sunt digitalizate prin convertoare A/D și scalate în PLC. Acest fapt cauzează inexactități ale valorii reale de măsurare.
IO-Link oferă însă valorile măsurate de la senzor digital la controler. Erorile de transmisie și conversia semnalelor analogice sunt excluse. Valorile măsurate transmise digital pot fi afișate direct în camera de control. Valoarea transferată este întotdeauna identică cu alocarea măsurată. Nu mai există abateri între afișajul local și valoarea pe care PLC-ul o derivă din semnalul analogic. Datorită IO-Link, interferența uniformă cu semnalul analogic, de exemplu cauzată de câmpurile electromagnetice, aparține trecutului.
Senzorii de proces moderni de la ifm oferă adesea mai mult decât o singură valoare măsurată. Dietmar Wallenstein spune: "Adesea, un senzor procesează mai mult decât o singură valoare fizică. Pe lângă cantitatea sau presiunea de debit volumetric, de exemplu, este posibilă citirea temperaturii medii prin interfața IO-Link. În trecut, aveam nevoie de doi senzori pentru asta." Acest lucru economisește bani pentru hardware, cablare și montare, deoarece în loc de doi senzori ai nevoie de unul singur.
Pe lângă datele procesului, senzorul IO-Link poate furniza, de asemenea, date de diagnostic despre starea dispozitivului. Exemplu: Senzorul de nivel detectează depozitele critice și le semnalizează controlerului. Senzorii fotoelectrici detectează dacă un obiectiv este murdar și îl semnalizează automat. Senzorii de presiune stochează pierderi de presiune minime și vârfurile maxime de presiune din proces și totalizează numărul de ori când valorile limită sunt depășite sau nu sunt atinse. Această funcționalitate suplimentară acceptă decisiv utilizatorul atunci când vine vorba de întreținere bazată pe condiții. Această informație extinsă despre condiție minimizează timpii de nefuncționare costisitori și crește fiabilitatea procesului.
Senzorii oferă o valoare suplimentară considerabilă dacă sunt echipate cu IO-Link. Dietmar Wallenstein rezumă avantajele tehnologiei Starrag:
"Toată lumea vorbește despre Industry 4.0 și, desigur, noi, la Starrag, cunoaștem acest megatrend. Când vine vorba de inginerie mecanică, ne gândim în special la modernizarea mașinilor digitale. Acesta este motivul pentru care optăm pentru IO-Link. Datorită interfețelor robuste cu costuri reduse, senzorii ne oferă mai multe informații despre proces, care apoi pot fi evaluate și optimizate mai eficient. Acesta este unul dintre marile avantaje ale IO-Link și o caracteristică a senzorului care contribuie la Industry 4.0 ".