Środowiska przemysłowe generują więcej danych niż kiedykolwiek wcześniej. Niezależnie od tego, czy chodzi o wielkość produkcji, przestoje czy numery seryjne, informacje te zapewniają unikalny wgląd w procesy i produktywność.

Wiele zakładów polega na tych danych do celów śledzenia, ale mogą być również używane w celu:

• Usprawnienia działalności
• Rozwinięcia strategii go-to-market
• Usprawnienia konserwacji
• Zwiększenia czasu pracy bez przestojów
• Zwiększenia wydajności

Sztuką jest znaleźć sposób, aby je zebrać, analizować i wyświetlać.

Korzystanie z inteligentnych czujników plug-and-play zasilanych przez IO-Link może pomóc w pełni wykorzystać dane generowane przez zakład.

Skąd wziął się IO-Link?

W ciągu ostatniej dekady, przemysł doświadczył kilku dużych zmian:

• Aby być stosowanymi w robotach lub dołączonymi do trudno dostępnych urządzeń, czujniki musiały stać się mniejsze, ponieważ elementy mechaniczne również się zmniejszały. To utrudniało integrację interfejsów fieldbus z czujnikami ze względu na ograniczenia rozmiaru.
• Urządzenia produkcyjne i automatyki stały się bardziej skomplikowane, co stworzyło potrzebę gromadzenia i kontrolowania danych poza podstawowymi możliwościami "włącz/wyłącz" lub "wysoki/niski".
• Coraz trudniej było nadążyć za różnymi rodzajami kabli używanych do czujników cyfrowych i analogowych. Każdy z nich wymagał innej konfiguracji instalacji i musiał być przechowywany w przypadku problemów z wydajnością.

Czynniki te doprowadziły do stworzenia ogólnoświatowej technologii IO-Link. Jako znormalizowany interfejs działa w najmniejszych urządzeniach dowolnego producenta na całym świecie. Ponadto urządzenia IO-Link można łatwo zintegrować za pośrednictwem wzorca IO-Link z różnymi rodzajami środowisk fieldbus lub systemów automatyzacji. (Więcej na ten temat poniżej.)

Co to jest IO-Link?

IO-Link to prosty, puntkowy protokół komunikacyjny stosowany na przykład w środowiskach automatyki przemysłowej i logistycznej do łączenia czujników i siłowników z fieldbusem lub przemysłową siecią Ethernet.

Ten protokół sprawia, że czujniki są "inteligentne". Bez niego proste czujniki mogą komunikować się za pomocą jednego parametru: włączanie/wyłączanie, brak obiektu/obecność obiektu, wysoki/niski, itp. Dzięki IO-Link nawet małe czujniki mogą przekazywać znacznie więcej danych i przekładać je na rzeczywiste wartości. Zamiast mówić, czy poziom temperatury jest "wysoki" czy "niski", na przykład inteligentne czujniki wykorzystujące IO-Link mogą zapewnić odczyty aktualnej temperatury.

IO-Link można porównać z USB, który jest znanym protokołem komunikacyjnym typu punkt-punkt stosowanym szeroko w świecie przedsiębiorstw. Łączy na przykład akcesoria komputerowe — monitor, mysz i klawiaturę — z komputerem.

W celu łatwej instalacji pojedynczy kabel jest instalowany z urządzenia IO-Link (takiego jak czujnik lub siłownik) do mastera IO-Link, który steruje komunikacją z urządzeniami i łączami do sieci takich jak EtherNet IP lub Profinet w celu udostępniania informacji systemowi sterowania. Dane są przesyłane z mastera IO-Link za pośrednictwem protokołu komunikacji fieldbus wysokiego poziomu do sterownika PLC lub komputera. (W powyższym przykładzie przedsiębiorstwa mysz lub klawiatura będzie urządzeniem IO-Link, a komputer będzie masterem IO-Link).

Wartość IO-Link

Oprócz ułatwiania szybkiej i ekonomicznej komunikacji między urządzeniami w celu skrócenia czasu przestojów, IO-Link oferuje również inne korzyści.

• Przechowywanie danych — mastery IO-Link mają możliwość przechowywania do 2 KB parametrów, które mają wpływ na działanie czujnika lub siłownika. Gdy urządzenie łączy się z masterem IO-Link, poprawne parametry są automatycznie przesyłane. Dzięki temu wymiana czujnika jest szybka i łatwa, bez konieczności ręcznej interwencji po zainstalowaniu urządzenia.
• Zdalna konfiguracja i monitorowanie - Parametry urządzenia i czujnika można łatwo zmieniać zdalnie w razie potrzeby, oszczędzając cenny czas w procesie produkcyjnym, aby dostosować się do zmian produktu (na przykład przejście z małych butelek na duże butelki na linii produkcyjnej). Ułatwia to również ponowne konfigurowanie urządzeń w trudno dostępnych miejscach. Wyjścia czujników i alerty o stanie mogą być monitorowane zdalnie w czasie rzeczywistym, aby pomóc szybko zidentyfikować i rozwiązać problemy, zanim spowodują one przestoje.
• Możliwości diagnostyczne - Inteligentne czujniki wyposażone w IO-Link mogą komunikować się o swoim statusie za pośrednictwem mastera IO-Link do sterownika PLC. Zanim procesy zostaną zatrzymane, natychmiast dowiesz się, czy czujnik wymaga wymiany, konserwacji lub czy występuje błąd. Daje to możliwość optymalizacji harmonogramów konserwacji maszyny i diagnozowania problemów z określonym czujnikiem bez wyłączania całej linii lub sprzętu.

3 Ograniczenia technologii IO-Link

Chociaż IO-Link ma możliwość usprawnienia procesów produkcyjnych i zaoszczędzenia cennego czasu, ma również kilka ograniczeń:

• Kabel, który biegnie między urządzeniem IO-Link a masterem IO-Link, ma limit odległości 20 m
• Urządzenia IO-Link mogą przesyłać do 32 bajtów na cykl, co oznacza, że nie mogą przesyłać na przykład megabajtów danych
• IO-Link jest przeznaczony do zintegrowanych aplikacji automatyzacji; jeśli zarządzasz prostymi, samodzielnymi aplikacjami, możesz nie zauważyć wielkich korzyści z IO-Link

Współpraca z ekspertem IO-Link: Belden

Dzięki dodaniu koncentratorów IO-Link do systemu LioN-Power IO-Link firmy Belden, ulepszono łączność czujników i siłowników.

Koncentratory LioN-Power IO-Link podłączają do 16 standardowych cyfrowych sygnałów I/O na jednym końcu i przesyłają je do sterownika za pośrednictwem IO-Link. W połączeniu z masterami LioN-Power IO-Link cyfrowe sygnały I/O mogą być ekonomicznie przesyłane do 20 m od masterów IO-Link.

System Belden oferuje również kilka pierwszych w branży funkcji, które wyróżniają go, jeśli chodzi o poprawę czasu pracy bez przestojów i oszczędność zasobów pracy:

• W 2015 r. opracowano pierwszy na świecie master IO-Link z wieloma protokołami obsługującymi profinet i EtherNet/IP w jednym
• Hybrydowe złącza i kable M12, które łączą dane i zasilanie, aby uprościć potrzeby urządzenia i obniżyć koszty
• Możliwość transmisji do 16 A na moduł (zamiast 4 A) z pierwszym systemem IO-Link wykorzystującym kodowanie M12 L (obsługuje łączenie łańcuchowe)
• Osłony o stopniu ochrony IP65, IP67 i IP69K zapewniają doskonałą odporność na naprężenia mechaniczne, wstrząsy, wibracje, kurz i wodę

Chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak współpraca z Belden w celu wdrożenia technologii IO-Link może pomóc w usprawnieniach pracy w środowiskach automatyki fabrycznej i logistycznej? Skontaktuj się z nami w każdej chwili.