
Gotowi czy nie, Przemysł 4.0 już nadszedł. Produkcja staje się zdigitalizowana i zautomatyzowana, integrując technologie takie jak big data, rzeczywistość rozszerzona i wirtualna oraz robotyka.
Według niedawnego raportu McKinsey, firmy mogą spodziewać się wzrostu marży brutto o 30% w ciągu zaledwie dwóch lat dzięki wdrożeniu narzędzi cyfrowych, takich jak automatyzacja i analityka.
Za kulisami, działając jako czynnik umożliwiający Przemysł 4.0, znajduje się IO-Link. Jako prosty protokół komunikacyjny typu punkt-punkt, IO-Link łączy czujniki i siłowniki z urządzeniem IO-Link Master, które następnie konwertuje te sygnały na komunikaty przemysłowej sieci Ethernet. Technologia ta może być wykorzystywana w środowiskach automatyki przemysłowej i logistycznej.
IO-Link przekształca tradycyjne czujniki w czujniki "inteligentne", dzięki czemu mogą one komunikować się z więcej niż jednym parametrem. Zamiast na przykład zgłaszać tylko sygnał "niski" lub "wysoki", czujnik wykorzystujący protokół IO-Link może przekazywać rzeczywistą wartość temperatury w czasie rzeczywistym.
Aby wdrożyć IO-Link, pojedynczy kabel jest prowadzony od urządzenia IO-Link (czujnika lub siłownika) do urządzenia nadrzędnego IO-Link, które przesyła dane z poziomu we / wy za pośrednictwem sieci Ethernet do sterownika PLC lub systemu w chmurze.
W miarę jak aplikacje produkcyjne stają się coraz bardziej zautomatyzowane, zmieniają się wymagania dotyczące urządzeń nadrzędnych IO-Link, które zbierają cyfrowe wejścia i wyjścia lub sygnały IO-Link i konwertują dane na protokół fieldbus lub IIoT.
Oto, co zauważyliśmy, jeśli chodzi o rosnące wymagania dotyczące urządzeń IO-Link:
1. Większy nacisk na monitorowanie i konserwację
Monitorowanie jakości (sprawdzanie wymiarów, wagi i wyglądu wyprodukowanego komponentu) oraz konserwacja predykcyjna (śledzenie stanu, statusu i wydajności sprzętu w czasie rzeczywistym) są niezwykle cenne w różnych środowiskach produkcyjnych w celu obniżenia kosztów, zapobiegania nieoczekiwanym przestojom i lepszego wykorzystania siły roboczej.
Rozważmy na przykład przełączniki fotoelektryczne z soczewkami. Możesz chcieć, aby czujnik nie tylko wskazywał, czy może wykryć obiekt, ale także wskazywał, kiedy jego soczewka jest na tyle brudna, że wymaga czyszczenia. Przekazywanie tych informacji w czasie rzeczywistym eliminuje konieczność przydzielania pracownika do czyszczenia czujnika co godzinę lub dwie, oszczędzając cenne zasoby pracy i pieniądze, dzięki czemu można przekierować personel do innych krytycznych zadań.
Tego typu dodatkowe informacje mogą być przesyłane przez IO-Link za pośrednictwem urządzenia nadrzędnego IO-Link do sterownika PLC lub systemu w chmurze, umożliwiając nowe usługi konserwacji predykcyjnej, które wcześniej nie były dostępne.
2. Krótsze czasy cykli
IO-Link umożliwia zdalne monitorowanie sygnałów z czujników i alertów o stanie, co pozwala szybko identyfikować i rozwiązywać problemy, zanim doprowadzą one do przestojów.
Szybkość automatyzacji odgrywa kluczową rolę w optymalizacji procesów produkcyjnych. Urządzenia nadrzędne IO-Link muszą obecnie utrzymywać wewnętrzne czasy opóźnień na tak niskim poziomie, że możliwe są czasy cyklu wynoszące około 1 milisekundy, aby zapewnić szybkie przesyłanie danych IO-Link do sterownika PLC.
Starsze moduły IO-Link firmy Belden mają czasy cyklu wynoszące około 7 milisekund; jednak nasze nowsze moduły IO-Link mogą osiągać czasy cyklu nawet siedmiokrotnie szybsze niż poprzednie generacje.
3. Poleganie na większej liczbie protokołów Fieldbus i IIoT
Różne protokoły Fieldbus są używane w różnych zakładach w celu wsparcia integracji. Trendy takie jak małe partie i niestandardowe/indywidualne wymagania wymagają większej elastyczności i automatyzacji - a także połączeń z różnymi magistralami fieldbus i aplikacjami IIoT.
IO-Link jest neutralny względem magistrali obiektowych i dostawców: Może łączyć się z istniejącymi protokołami fieldbus, takimi jak PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP i Modbus TCP. Wieloprotokołowe urządzenia master IO-Link mogą obsługiwać łączność z jednym z tych czterech protokołów fieldbus, zapewniając szybką i niezawodną transmisję danych do środowiska PLC.
Oferują również możliwość wyboru spośród różnych protokołów komunikacji bezpośredniej IIoT, takich jak OPC UA, MQTT, CoAP i REST API, aby wspierać bezpośrednią komunikację między chmurą a czujnikami na poziomie pola.
4. Zwiększone zapotrzebowanie na moc
Rośnie również zapotrzebowanie na prąd wyjściowy, ponieważ aplikacje wymagają większej mocy. Niektóre moduły IO-Link mogą być ograniczone do dostarczania 500 mA prądu wyjściowego na port. Nasze nowe, najnowocześniejsze mastery IO-Link mogą jednak oferować do 2 A prądu wyjściowego na port, aby wspierać nowe technologie i nowe aplikacje bez potrzeby dodatkowego zasilania, co jest ważne w przypadku większych siłowników.
5. Lepsza ochrona i bezpieczeństwo
Bezpieczeństwo jest najskuteczniejsze, gdy działa w piramidzie, oferując ochronę od góry do dołu.
Po raz pierwszy nasze urządzenia nadrzędne IO-Link są teraz w stanie zapewnić bezpieczeństwo aż do poziomu pola: czujników, siłowników i urządzeń IO-Link. Zapewnia to bezpieczną zdalną konserwację i diagnostykę bez obawy o manipulację danymi lub nieautoryzowane użycie systemu.
Poznaj LioN-X®: Nowe rozwiązanie IO-Link Master
Nowa rodzina LioN-X od Lumberg Automation łączy w sobie moduły IO-Link i moduły I/O z jedynymi w swoim rodzaju funkcjami, których nie można znaleźć w innych modułach IO-Link, w tym obsługą protokołu komunikacyjnego OPC UA, funkcjami bezpieczeństwa z certyfikatem ACHILLES i wyjściem prądowym do 2 A na port.
Dzięki kilku protokołom IIoT i Ethernet opartym na magistrali Fieldbus, mastery LioN-X IO-Link są szybkim, niezawodnym i bezpiecznym rozwiązaniem do zbierania, konwertowania i przesyłania krytycznych danych w zautomatyzowanych środowiskach produkcyjnych. Ze względu na swoją elastyczność i wszechstronność, mogą być stosowane w niemal każdym środowisku automatyki przemysłowej lub logistycznej.
Nowa rodzina produktów obejmuje LioN-X i LioN-Xlight, który jest wysoce opłacalną alternatywą dla pełnego rozwiązania LioN-X. Są one wyposażone tylko w najważniejsze funkcje dla aplikacji, które mogą nie potrzebować w pełni funkcjonalnych opcji, takich jak bezpieczeństwo. Rozwiązania z rodziny LioN-X można również dostosować do dowolnego środowiska.