IO-Link ile Dijital Yükseltme
Endüstri 4.0'ı uygulamak, prosesleri optimize etmek amacıyla bir tesisin dijital bir siluetini yaratır. Gerekli bilgiler, makine kontrolü için zaten kurulmuş olan pek çok sensör tarafından sağlanır. IO-Link teknolojisi sayesinde bu sensörler, basit anahtarlama sinyalleri veya analog değerlerden çok daha fazla veri sağlar. Starrag Technology GmbH, Bielefeld'de (Almanya) bulunan ve takım tezgahları üreten ve bu tezgahları ifm'nin IO-Link sensörleriyle kapsamlı şekilde donatan bir şirkettir.
Starrag Technology GmbH'nin FOGS serisi portal takım tezgahı merkezi, bu özelliklere sahip bir makinedir. Makine mühendisliğinde ve havacılık ve otomotiv endüstrilerinde, örneğin, kaporta kabuk parçalarını üretmek için kullanılır. Resimdeki makine, havacılık endüstrisinde şasi bileşenlerini (iniş takımları) işlemek için kullanılıyor.
Bu karmaşık takım tezgahları, tüm maddelerin (örneğin soğutucular ve yağlayıcılar, hidrolikler, makine sıcaklık kontrolü) izlenmesi için sensörler gerektirir. Takımların tam otomatik üretim proseslerinde optimum verimlilikle kullanılmasını sağlamak amacıyla madde sıcaklıkları, basınç değerleri ve hacimsel akış miktarları için dar toleranslar gereklidir.
Dijital Arayüzlü Sensörler
IO-Link, basit anahtarlama sinyalleri sağlamaya ek olarak normal sensör kablosuyla kontrolörle iki yönlü iletişime olanak sağlayan, 24 V sinyal seviyesi tabanlı sağlam bir dijital arayüzdür. Sensörler, dijital ölçüm değerlerini ve tanılama blgilerini IO-Link aracılığıyla bir IO modülü, ağ geçidi veya IO-Link portlarıyla donatılmış bir PLC gibi IO-Link mastera iletir. Sensörler, standart M12 konektörleriyle bağlanır. Ekranlı kablolar ve ortak topraklama artık gerekli değildir.
Starrag Technology GmbH, ifm electronic'in akışkan sensörlerini seçti. Bunun nedeni: Sensör uzmanı, IO-Link özelliği bulunan proses sensörlerinin en büyük ürün yelpazesini sunmaktadır.
Uzaktan Sensör Parametre Ayarı
IO-Link'in en büyük avantajlarından biri, gerekli tüm parametre verilerini IO-Link bağlantı kablosu ile sensöre aktarma olanağıdır. Sensörün parametre verileri (örneğin, anahtarlama noktaları, anahtarlama histerezi, ekran rengi), kontrolörden IO-Link uyumlu sensörlere aktarılabilir; bu aktarım, sensörler kurulurken ya da çalıştırma sırasında ileri bir zamanda sensörleri belirli bir duruma ayarlamak için yapılabilir. Müşteri için faydalar: Bir makinenin devreye alma aşaması sırasında, daha önce belirlenmiş sensör parametreleri, yeni sensöre hızlı, kolayca ve güvenilir bir şekilde aktarılabilir. Gerekirse, örneğin küçük parti boyutu durumunda, IO-Link, farklı ürünler için farklı parametre setlerinin sensörde ayrı olarak saklanmasına olanak sağlar. Dahası, kontrolör tabanlı parametre ayarı sayesinde, uzaktan bakım aracılığıyla daha sonra proses optimizasyonu yapmak IO-Link sayesinde kolaydır. Bir bütün olarak düşündüğümüzde, IO-Link'in Endüstri 4.0 uygulamaları için bir kilit teknoloji olduğu söylenebilir.
Çifte Veri Yedeklemesi
Kontrolör tabanlı sensör parametre ayarına ek olarak, sürüm 1.1 ve üstündeki IO-Link, cihazda ve IO-Link master'da sensör parametrelerinin çifte veri depolamasını sağlar. Starrag Technologies'de E-Yapım ve Devreye Alma Departmanı Müdürü olan Dietmar Wallenstein, şunları söylüyor: "IO-Link'in en büyük avantajlarından biri, sensör verilerinin arka planda gerçekleşen otomatik veri yedeklemesidir. Her sensör (cihaz) kendi parametre ayarlarını IO-Link Master'a otomatik olarak gönderiyor. Burada, veriler çoğaltılıyor ve bir yedek olarak saklanıyor. Sensör değiştirildiği anda, yeni cihazla veri alışverişi otomatik olarak başlıyor. Ardından parametre verileri, IO-Link master'dan IO-Link cihazına otomatik olarak aktarılıyor. Bu sayede, bir sensörü değiştirmek daha kolaylaşıyor ve bir arıza halinde makine arıza süresi kısalıyor. Aynı zamanda bu, servis ve bakım personelinin iş yükünü azaltıyor."
Sensör parametre ayarı hataları artık geçmişte kaldı. Bir sensörü değiştirmek sadece mekanik kurulum gerektiriyor. Müşteri, sensörü herhangi bir desteğe ihtiyaç olmadan değiştirebiliyor. Bakım personelinin, sensör parametre ayarına ilişkin olarak eğitilmesi gerekmiyor, çünkü bu ayar arka planda otomatik olarak gerçekleşiyor. Bu sayede teknik problemler çok daha hızlı ve verimli bir şekilde çözülebiliyor. Bu, maliyet tasarrufları da sağlıyor.
Ölçüm Değerlerinin Hatasız Dijital İletimi
Şimdiye kadar, analog sensör sinyalleri, A/D dönüştürücüler aracılığıyla dijitalleştiriliyor ve PLC'de ölçekleniyordu. Bu da, gerçekte ölçülen değerde yanlışlıklara neden olur.
Ancak IO-Link, sensördeki ölçüm değerlerinin kontrolöre dijital olarak gönderilmesini sağlar. İletim hataları ve analog sinyal dönüşümü artık göz ardı edilir. Dijital olarak aktarılan ölçüm değerleri, kontrol odasında doğrudan görüntülenebilir. Aktarılan değer, ölçüm değeriyle her zaman aynıdır. Yerel ekran ve PLC'nin analog sinyalden elde ettiği değer arasında artık herhangi bir sapma yoktur. IO-Link sayesinde, analog sinyalde, örneğin elektromanyetik alanların neden olduğu parazit bile artık geçmişte kaldı.
İki Ölçüm Değeri - Tek Bir Sensör
ifm'nin modern proses sensörleri, tek bir ölçüm değerinden fazlasını sağlar. Dietmar Wallenstein şöyle diyor: "Çoğu zaman, bir sensör, tek bir fiziksel değerden fazlasını işler. Hacimsel akış miktarına veya basınca ek olarak, örneğin, IO-Link arayüzü ile madde sıcaklığını okumaya da imkan sağlıyor. Geçmişte, bunun için iki sensöre ihtiyaç duyuyorduk." Bu sayede donanım, kablolama ve montaj maliyetinden tasarruf sağlanıyor, çünkü iki sensör yerine sadece tek bir sensöre ihtiyacınız var.
Teşhis Verileri
IO-Link sensörü, proses verilerinin dışında cihazın durumuna ilişkin teşhis verileri de sağlayabilir. Örnek: Dolum seviyesi sensörü, kritik tortuları algılar ve bunları kontrolöre gönderir. Fotoelektrik sensörler, bir merceğin kirlenip kirlenmediğini algılar ve bu sinyali otomatik olarak gönderir. Basınç sensörleri, prosesten gelen minimum basınç kayıplarını ve maksimum basınç piklerini saklar ve limit değerlerinin aşılma veya limit değerlerine ulaşılma sayısını toplar. Bu ek fonksiyonlar, kestirimci bakım söz konusu olduğunda kullanıcıyı kesin olarak destekler. Koşula ilişkin bu ek bilgiler, pahalı arıza sürelerini minimuma indirirken, proses güvenirliğini artırır.
Sonuç
Sensörler, IO-Link ile donatılmaları halinde çok daha büyük bir değer sunar. Dietmar Wallenstein, Starrag Technology için avantajları özetliyor:
"Herkes Endüstri 4.0 hakkında konuşuyor ve elbette Starrag'da biz de bu mega trendden habersiz değiliz. Konu makine mühendisliğine geldiğinde, özellikle makine geliştirmeyi dijital olarak yapmayı düşünüyoruz. IO-Link'i seçmemizin nedeni budur. Düşük maliyetli sağlam arayüzler sayesinde, sensörler bize proses hakkında daha fazla bilgi sağlıyor ve bu bilgiler, daha verimli bir şekilde değerlendirilebiliyor ve optimize edilebiliyor. Endüstri 4.0'a katkı yapan bir IO-Link ve sensör bileşiminin büyük avantajlarından biri de budur."