Тренди IO-Link

Глобальний, незалежний від виробника й польової шини: До технології IO-Link висуваються високі вимоги й очікування, і в майбутньому очікується, що вони поширяться на стандартизацію навіть найменших і спеціалізованих застосувань. Виробники докладають відповідних значних зусиль, щоб зробити стандарт IO-Link ключовою технологією для гнучких, безпечних й інтелектуальних концепцій виробництва.

Ціль полягає в створенні різних профілів IO-Link, які будуть вигідні як для кінцевих споживачів, так і для системних інтеграторів і виробників пристроїв. У результаті всі зацікавлені сторони отримують ряд рівнів гармонізації файлів опису пристроїв (IODD) для управління та діагностики датчиків і виконавчих механізмів у польових умовах.

Їх можна поділити на три класи:

• Версії розроблені конкретним виробником із певними IODD
• Профілі смарт-пристроїв з узгодженими IODD
• Профілі застосувань для конкретних застосувань з IODD спільноти

Завдяки такій гармонізації в рамках конкретного застосування можна задовольнити різні вимоги до окремих пристроїв IO-Link. Це підвищує впевненість користувачів у плануванні й значно знижує трудовитрати на інтеграцію. Консорціум IO-Link описав шлях до профілів застосувань (AP) у дорожній карті. У планах — публікація в найближчі роки додаткових профілів смарт-пристроїв (SDP) та перших профілів застосувань.

Протягом багатьох років IO-Link зарекомендувала себе як система зв’язку датчик/виконувач. Щоб отримати вигоду від IO-Link у сфері технологій безпеки, було розроблено IO-Link Safety, що пропонує такі переваги, як скорочення проводки, менша потреба в звичайних платах вводу й виводу, а також використання аналогових вимірюваних значень для моніторингу стану.

Вимоги

• 5-контактні роз'єми M12 і уніфіковані програмні засоби для інтеграції пристроїв різних виробників
• Центральний майстер FS для пристроїв з різними вихідними сигналами
• Сумісність з існуючими «стандартами» (наприклад, OSSD)
• Автоматична перевірка збережених параметрів, автентичності та структури даних введення/виведення під час запуску порту
• Хронометраж майстрів FS і пристроїв FS відповідно до тривалості самотестування
• Автоматична передача параметрів при заміні несправних пристроїв FS

Пристрої підключаються до майстра безпеки IO-Link (FS master). Пристрої від різних виробників можна легко інтегрувати через уніфікований інтерфейс датчика/виконавчого механізму (M12/5-полюсний). Надалі для введення в експлуатацію буде використовуватися універсальний програмний засіб, щоб зменшити кількість спеціальних шлюзів при інтеграції пристроїв. Використовуючи компактний майстер FS, вам більше не потрібна велика кількість оціночних карток (картки введення та виведення). Це зменшує кількість проводів і дозволяє легко обробляти аналогові значення. Зв’язок із FS PLC відбувається через відповідний домен FSCP.

У режимі сумісності, як і раніше, доступні два окремі канали OSSD. Можна вибрати два режими. Таким чином, датчики можна налаштувати через IO-Link для легкого налаштування, а потім працювати в режимі OSSD для надійної сигналізації про події, важливі для безпеки.

Щоб забезпечити безпечну роботу відразу після запуску, FS-пристрої автоматично отримують інструкції від головного пристрою FS під час запуску порту для перевірки збережених параметрів, FSCP, номерів портів і структури даних введення/виведення. IO-Link затримує готовність до роботи головних пристроїв FS на основі тривалості цих самоперевірок, щоб компенсувати результуючу затримку готовності пристроїв FS.

Альтернативні продукти безпеки з IO-Link від ifm

З AL200S, ifm випустив свій перший продукт безпеки в середовищі IO-Link. AL200S — безпечний модуль вводу/виводу для PROFIsafe із безпечними входами та виходами. Підходить для підключення безпечних механічних контактів і сенсорів OSSD.

Одним із ключових факторів успіху IO-Link є просте підключення інтелектуальних датчиків і виконавчих механізмів за допомогою стандартизованих кабелів датчиків. У майбутньому навіть це може перестати бути необхідним для задоволення дедалі більшого попиту на швидкий і простий обмін даними між дедалі більшим числом учасників. У сфері автоматизації стандарти мобільного зв’язку, такі як IO-Link, 5G або Wifi 6, утворюють будівельні блоки для зв’язку M2M (machine-to-machine) в реальному часі. Технологія IO-Link, співзасновником якої є ifm, забезпечує віддалений доступ до різних значень процесу для діагностики та моніторингу стану без будь-яких втрат при перетворенні та повністю не залежить від контролера та польової шини.

IO-Link тепер бездротовий! Це зводить до мінімуму витрати на встановлення. Зв'язок у реальному часі гарантує швидкий час реакції для негайного виявлення коливань значень процесу. Крім того, несправні компоненти можна замінити в найкоротші терміни без великої електропроводки, що дозволяє уникнути тривалих простоїв виробництва. Крім того, виключаються простої в місцях, де кабелі зазвичай швидко зношуються, наприклад на AGV або роботах.

Бездротові застосування

• Автоматизація процесів, напр. роботами, дронами або AGV (висока доступність на максимальній швидкості передачі та зменшеному діапазоні)
• Некритичний моніторинг, напр. рівнів контейнерів для розумного планування маршрутів збору відходів (низький обсяг даних і поточне споживання з багатьма учасниками, а також хороша енергоефективність з великою дальністю)
• Діагностика, налаштування параметрів і візуалізація даних процесу, напр. для налаштування параметрів відповідно до матеріалу, який потрібно виявити (великий обсяг даних з невеликою кількістю учасників і середня швидкість передачі з середнім і малим діапазоном)

Мета полягає в тому, щоб мати до п’яти разів більше пристроїв IO-Link, які спілкуються з провідним, порівняно зі стандартними кабельними з’єднаннями – за час циклу менше 5 мс. На практиці це означає, що до 40 пристроїв зможуть спілкуватися з одним майстром по радіо. Наприклад, з трьома майстрами в одній радіочастотній зоні буде можливий зв'язок до 120 пристроїв одночасно. Можуть передаватися як циклічні дані (процесу), так і ациклічні дані (за запитом). Діапазон між пристроєм і провідним досягає до 20 м.

Альтернативні бездротові технології з IO-Link від ifm

io-key і адаптер Bluetooth adapter є першими продуктами ifm у цьому напрямку. Таким чином, вже можна отримати доступ до значень процесів ваших програм бездротовим шляхом через мобільну мережу GSM або Bluetooth. Концепції бездротового зв’язку особливо важливі в процесах і критичних за часом застосуваннях, напр. в автоматизації, де багато учасників спілкуються один з одним практично в режимі реального часу. ifm має понад 50 років досвіду в цій галузі автоматизації виробництва.