Trendi IO-Linka
IO-Link so razvili vodilni proizvajalci senzorjev, aktuatorjev in krmilnikov, ki želijo nenehne izboljšave te inovativne tehnologije. Osredotočeni so na ključne trende v panogi, da zagotovijo neprekinjeno trajnost za uporabo na terenu.
Contents
Profili
Prek profilnih funkcijskih blokov lahko krmilnik PLC kadar koli na spletu dostopa do procesnih vrednosti naprav z IO-Linkom različnih proizvajalcev, saj so podatki posredovani na standardiziran način zaradi 'Specifične komunikacije' in parametrov profila, shranjenih v senzorju. Različne ločljivosti senzorjev so tudi predstavljene krmilniku PLC v identični obliki.
Zaradi teh standardiziranih sistemskih lastnosti, je mogoče dostopati do procesnih, identifikacijskih in diagnostičnih podatkov na enoten način ne glede na napravo. Posledično je vključitev v krmilni program preprostejša in hitrejša.
Z uporabo IO-Linka, je mogoče standardizirati diagnostične podatke, konfiguracije in funkcije različnih naprav in jih dati na razpolago na enoten način. Za dostop do teh podatkov bodo v krmilniku PLC uporabljeni enotni bloki. Od nastavljanja parametrov do vrednotenja procesne vrednosti je zapletenost za uporabnika bistveno zmanjšana.
Poleg tega je mogoče vključiti za proizvajalca specifično diagnostiko, razširitve in funkcije kot gonilo inovacije. Vseeno pa je rezultat te nestandardne uporabe, da naprave različnih proizvajalcev niso več primerljive in univerzalno uporabne.
Varnost IO-Linka
V zadnjih letih se je IO-Link uveljavil kot komunikacijski sistem za senzorje/aktuatorje. Da boste pridobili od IO-Linka na področju varnostne tehnologije je bil razvit sistem IO-Link Safety, ki nudi prednosti, kot so manj kablov, manjša potreba po tradicionalnih vhodnih in izhodnih karticah in uporaba analognih izmerjenih vrednosti za spremljanje stanja.
Zahteve
- 5-polni spojniki M12 in enotna orodja programske opreme za vključitev naprav različnih proizvajalcev
- Centralni FS master za naprave z različnimi izhodnimi signali
- Združljivost z obstoječimi »standardi« (npr. OSSD)
- Samodejno preverjanje shranjenih parametrov, avtentičnost in struktura V/I podatkov med zagonom vrat
- Časovna usklajenost FS masterjev in naprav FS skladno s trajanjem samopreizkusov
- Samodejni prenos parametrov pri zamenjavi okvarjenih naprav FS
Naprave so povezane z varnostnimi IO-Link masterji (FS master). Naprave različnih proizvajalcev je mogoče preprosto vključiti v enotni vmesnik senzorja/aktuatorja (M12/5-polni). V prihodnosti se bo univerzalno orodje programske opreme uporabljalo za pripravljanje, da se zmanjša število posebnih prehodov pri vključevanju naprav. Z uporabo kompaktnega FS masterja ne boste več potrebovali velikega števila ocenjevalnih kartic (vhodne in izhodne kartice). S tem boste zmanjšali ožičenje in omogočili preprosto obdelavo analognih vrednosti. Komunikacija s krmilnikom FS PLC se izvede prek zadevne domene FSCP.
V združljivostnem načinu sta kot prej na voljo ločena kanala OSSD. Izbrati je mogoče dva načina. Tako je mogoče senzorje konfigurirati prek IO-Linka za preprosto namestitev, nato pa jih upravljati v načinu OSSD za zanesljivo sporočanje dogodkov, povezanih z varnostjo.
Za zagotavljanje varnega delovanja takoj po zagonu FS master samodejno izda navodila napravam FS med zagonom vrat, da preverijo shranjene parametre, FSCP-je, številke vrat in zgradbo V/I podatkov. IO-Link zakasni pripravljenost za delovanje FS masterjev na podlagi trajanja teh samopreizkusov, da nadomesti posledično zakasnjeno pripravljenost naprav FS.
Alternativni varnostni izdelki z IO-Linkom družbe ifm
Z AL200S je družba ifm uvedla prvi varnostni izdelek v okolju IO-Linka. AL200S je varni VI modul za PROFIsafe z varnimi vhodi in izhodi. Primeren je za povezavo varnih mehanskih kontaktov in senzorjev OSSD.
Vključitev/Open Alliance 4.0
Za omogočanje gladkega vključevanja podatkov IO-Linka prek prehodov, npr. v vodilih fieldbus, kot je PROFINET ali EtherNet/IP, so določeni izmenjalni formati med IO-Linkom, protokoli višje ravni in sistemi ter dodatno standardizirani. To vključuje pomembne izmenjalne formate, kot je OPC UA ali JSON, da se omogoči povezava s sistemi IT. V ta namen vodilni proizvajalci sodelujejo v 'Open Industry 4.0 Alliance' in učinkovito napredujejo, da zagotovijo preprostost uporabe in združljivost med izdelki različnih proizvajalcev.
Specifikacije, določene prek skupnosti IO-Link, ki zahtevajo enotno, standardizirano doslednost podatkov od najnižje ravni IO-Linka do storitev v oblaku v svetu IT, so prinesle izmenjalni format na podlagi JSON. To obsega definicijo API-ja in vmesnik REST ter prenos podatkov prek MQTT. Vključuje preslikavo podatkov, vedenje sistema in semantične definicije.
Za gladek prenos podatkov v svet IT se je JSON (Java Script Object Notation) uveljavil kot visoko pretočni izmenjalni format, ki ga je mogoče uporabiti na vseh mejah sistema. Z dodatno specifikacijo semantike je omogočena tudi preprosta interpretacija podatkov. To na splošno omogoča gladko povezavo ravni IO-Linka s sistemi MES/ERP, storitvami v oblaku in aplikacijami zunaj klasične avtomatizacije PLC prek tako imenovane 'Y-poti'.
V namestitvah 'Industrial Internet of Things' (IIoT) pridejo namestitve in stroji v medsebojni stik. V oblaku je mogoče vsak stroj predstaviti prek digitalnega dvojčka v navidezni tovarni. Tudi če ne uporabljajo istega jezika zaradi lastnih krmilnih sistemov, ustvarimo povezavo do navidezne tovarne s ciljem pridobivanja informacij iz njihovih podatkov. Za učinkovito uporabo navajajo podrobnosti o stanju strojev, potrebnem vzdrževanju, potencialih za povečanje produktivnosti, možnostih prihranka energije in veliko več.
Brezžični IO-Link
Eden od glavnih dejavnikov pri uspehu IO-Linka je preprosto ožičenje pametnih senzorjev in aktuatorjev z uporabo standardnih kablov za senzorje. Prav tako bo mogoče v prihodnje to opustiti, da bodo izpolnjene vse večje zahteve po hitri in nezapleteni izmenjavi podatkov med vse večjim številom udeležencev. Na področju avtomatizacije mobilni komunikacijski standardi, npr. IO-Link, 5G ali Wifi 6, tvorijo gradbene bloke za komunikacijo M2M (stroj s strojem) v dejanskem času. Tehnologija IO-Linka, katere soustanovitelj je družba ifm, omogoča oddaljen dostop do različnih procesnih vrednosti za diagnostiko in spremljanje stanja brez kakršnih koli izgub med pretvorbo ter je povsem neodvisna od krmilnika in vodila fieldbus.
IO-Link je zdaj brezžičen! S tem se povsem zmanjša napor pri namestitvi. Komunikacija v dejanskem času zagotavlja hitre odzivne čase za takojšnje zaznavanje nihanja procesnih vrednosti. Poleg tega je mogoče zamenjati okvarjene komponente v najkrajšem času brez obsežnega ožičenja in s tem preprečiti dolge zaustavitve proizvodnje. Dodatno so izključene zaustavitve v območjih, v katerih se kabli običajno hitro obrabijo, npr. v samovozečih vozilih ali robotih.
Vrste uporabe
- Avtomatizacija procesov, npr. pri robotih, dronih ali samovozečih vozilih (visoka razpoložljivost pri največji hitrosti prenosa in zmanjšanem razponu)
- Brezčasno kritično spremljanje, npr. nivojev v vsebnikih, za pametno načrtovanje poti za pobiranje odpadkov (male količine podatkov in poraba toka z veliko udeleženci in dobra energijska učinkovitost z dolgim dometom)
- Diagnostika, nastavljanje parametrov in vizualizacija procesnih podatkov, npr. za prilagoditev parametrov v skladu z materialom, ki bo zaznan (velike količine podatkov z malo udeleženci in srednja hitrost prenosa s srednjim do kratkim dometom)
Cilj je komunikacija petkratne količine naprav z IO-Linkom z masterjem v primerjavi s standardnimi kabelskimi povezavami – s ciklom pod 5 ms. V praksi to pomeni, da bo lahko do 40 naprav komuniciralo z enim masterjem prek radia. Na primer, s tremi masterji v enem RF območju bo sočasno mogoča komunikacija z do 120 napravami. Prenašajo se lahko ciklični (procesni podatki) in aciklični podatki (podatki na zahtevo). Med napravo in masterjem se doseže razdalja do 20 m.
Alternativne brezžične tehnologija z IO-Linkom družbe ifm
io-key in adapter Bluetooth sta prva izdelka družbe ifm v tej smeri. Tako je že mogoče brezžično dostopati do procesnih vrednosti vaših aplikacij prek mobilnega omrežja GSM ali Bluetootha. Brezžični koncepti so posebej pomembni v procesih in brezčasnih kritičnih vrstah uporabe, npr. pri avtomatizaciji, kjer veliko udeležencev navidezno medsebojno komunicira v dejanskem času. Družba ifm se lahko pohvali z več kot 50 leti izkušenj na tem področju avtomatizacije tovarn.