IO-Link technológia: princíp, výhody, využitie

IO-Link technológia je relatívne nová, ale počet produktov používaných s rozhraním IO-Link rýchlo rastie. Komunikačný štandard ponúka veľa výhod, vytvára nové možnosti použitia a do budúcna počíta s dôležitými oblasťami uplatnenia ako napríklad Industrial Internet of Things (IIOT).


Čo je IO-Link ?

Technológia IO-Link je špeciálna digitálna komunikácia pre jednoduché pripojenie a komunikáciu rôznych snímačov, prípadne akčných členov po sériovej zbernici. IO-Link je zároveň prvé celosvetovo štandardizované vstupno-výstupné rozhranie.

Podľa definície je IO-Link otvoreným sériovým komunikačným protokolom typu point-to-point pre pripojenie snímačov a akčných členov k automatizačnému systému.

Hlavnými výhodami je následné ľahké napojenie na priemyselné zbernice, rýchly automatický prenos nameraných hodnôt, diaľkové nastavenie aj s automatickou konfiguráciou snímača a podrobná kontrola funkcie. Veľkou výhodou je spätná kompatibilita s klasickým spínaným výstupom.


Ako funguje IO-Link komunikácia ?

Ako sme už uviedli, IO-Link je celkom nová digitálna komunikácia typu bod-bod (point-to-point) zameraná hlavne na súčasné inteligentné senzory a akčné členy pre priemyselnú automatizáciu. Vznikla ako digitálna náhrada doteraz prevažujúcich analógových výstupov 0 až 10 V, 4 až 20 mA alebo ako náhrada spínaných výstupov.

Bežne sa senzory s týmito výstupmi pripájajú do priemyselných zberníc riadiacich systémov prostredníctvom vstupno-výstupných modulov. Túto funkciu v prípade IO-Link komunikácie preberá IO-Link Master, ktorý mapuje pripojené IO-Link Slave zariadenia a funguje ako komunikačná brána k nadradenej priemyselnej zbernici.

Pomocou IO-Link jmôžeme prenášať riadiace alebo diagnostické údaje do senzora a naopak späť získavať namerané hodnoty. Tým možno senzor vzdialene plne ovládať, vrátane zmeny jeho nastavenia či zisťovania jeho stavu. Hoci je senzor vybavený technológiou IO-link, je zároveň stále spätne kompatibilný s tradičnými spínanými signálmi podľa štandardu IEC 61131-2.


Z čoho sa skladá systém IO-Link
?

Architektúra systému IO-Link sa skladá z riadiacej jednotky, mastera IO-Link a jedného alebo viacerých zariadení IO-Link. Pripájajú sa jednoduchým 3-žilovým netieneným káblom, čo zjednodušuje inštaláciu a znižuje náklady.

  • Master IO-Link: master poskytuje rozhranie k riadiacej jednotke vyššej úrovne, riadi komunikáciu s pripojenými zariadeniami IO-Link a ukladá dáta parametrov a súbor IODD (IO Device Description).
  • PLC (programovateľná riadiaca jednotka): Riadiaca jednotka sa používa na monitorovanie stavu vstupov a na riadenie stavu výstupov.
  • Slave zariadenie IO-Link: všetky inteligentné snímače a akčné členy, ktoré sú pripojené k systému, napr. V / V zariadenia, prevodníky, bezpečnostné relé, štartéry motora alebo prístrojové ističe. Inteligentné vo vzťahu k IO-Link znamená to, že prístroj má identifikačné údaje, napríklad typové označenie, sériové číslo alebo dáta parametrov. Tieto údaje možno čítať pomocou protokolu IO-Link. Zariadenie IO-Link môžu navyše poskytnúť podrobné diagnostické údaje, ktoré môžeme využiť na preventívnu údržbu a servis.
  • Súbor IODD (popis V / V zariadenia): Tento súbor obsahuje opis zariadenia a informácie o parametroch zariadení IO-Link, vrátane výrobcu, čísla výrobku, funkcií atď.
  • Akčný člen: akčný člen je výstupné zariadenie, ktoré premieňa elektrické signály a prúd na mechanický pohyb, a týmto spôsobom ovláda mechanické zariadenia.
  • Snímač: je zariadenie, ktoré meria fyzikálnu veličinu (napríklad teplotu, tlak alebo polohu) a zaznamenáva hodnoty, zobrazuje ich, alebo poskytuje spätnú väzbu.


Výhody systému IO-Link


1.
Produktivita

Zariadenia IO-Link poskytujú riadiacej jednotke podrobné stavové údaje. Tieto údaje pomáhajú s plánovaním údržby, pretože môžete rýchlo identifikovať problémy. Pokiaľ ako užívateľ napríklad obdržíme každých šesť mesiacov upozornenie na znečistenie snímačov, môžeme čistenie naplánovať dvakrát do roka vo vhodných časoch. Identifikácia chýb v reálnom čase pomáha tiež znižovať prevádzkové náklady minimalizáciou neplánovaných prestojov.

2. Jednoduchosť

Všetko na systéme IO-Link je jednoduché. Inštalácia je jednoduchá, pretože môžeme používať štandardné káble a konektory. Údržba je jednoduchá, pretože môžeme monitorovať naše systémy a vykonávať zmeny nastavenia. Pomocou identifikácie chýb zariadení IO-Link môžeme rýchlo a ľahko určiť príčinu problému.

Aj samotný proces výmeny je jednoduchý, pretože dáta parametrov sú uložené v riadiacej jednotke. Ak je nutné vymeniť zariadenie IO-Link, uložené parametre sa automaticky prenesú do zariadenia IO-Link bez nutnosti prítomnosti programátora. V dôsledku toho je systém opäť rýchlo pripravený na prevádzku.

3. Zvýšená dostupnosť a presnosť dát

Údaje z analógových snímačov bez IO-Link častokrát prechádzajú niekoľkými A/D (Analógovo-Digitálnymi) konverziami predtým, ako sa dostanú do riadiacej jednotky, čo môže viesť k chybám. Pri zariadení IO-Link dochádza len k jednej A/D konverzii. To zvyšuje presnosť merania, a tým aj presnosť celého procesu.

4. Diaľková konfigurácia

Parametre zariadenia IO-Link môžeme upravovať od písacieho stola tak, že budeme reagovať na stavové hlásenia. Pri odstraňovaní chýb tak už nemusíme vypínať výrobnú linku a fyzicky pristupovať k zariadeniam.


Čo dokáže naviac zariadenie IO-Link na rozdiel od bežného snímača?


Zariadenia IO-Link ponúkajú tri typy dát:

1. Procesné dáta: Stavové informácie, ktoré zariadenie IO-Link prečíta a odošle na master IO-Link, alebo informácie, ktoré master IO-Link odošle do zariadenia IO-Link. V tomto procese sú tiež odovzdávané stavové informácie. Týmto spôsobom je nám umožnená kontrola platnosti procesných údajov. Príkladom procesných údajov môže byť napríklad vzdialenosť meraná snímačom vzdialenosti.

2. Servisné údaje: Informácie, ktoré možno zapísať do zariadenia IO-Link alebo načítať zo zariadenia IO-Link. Napríklad: Číslo modelu alebo výrobca snímača, ktoré môžu pomôcť identifikovať prístroj alebo nakonfigurovať nový prístroj.

3. Údaje o udalostiach: Oznámenie, ako sú chybové správy, ktoré sú odosielané z prístroja IO-Link na master IO-Link, akonáhle nastane nejaká udalosť, napríklad prehriatie.


Záver

Technológia rozhrania IO-Link zaznamenáva za predchádzajúce roky významné medziročné nárasty. Ku koncu roka 2019 bolo registrovaných viac ako 16 miliónov inštalovaných zariadení s IO-Link a očakáva sa, že v najbližších rokoch ich počet ďalej porastie. Ide mimochodom o medziročný nárast 40%.

IO-Link sa teda nekompromisne stáva veľmi zaujímavým riešením pre používateľov s cieľom zabezpečiť väčšiu transparentnosť medzi riadiacou jednotkou a snímačmi. Tento komunikačný štandard ponúka viacero výhod, predovšetkým zníženie nákladov zariadenia/stroja, efektívnejší výrobný proces a výrazné zlepšenie použiteľnosti výrobných zariadení.

Pokiaľ ide o IO-Link, nielenže sa pokračuje vo vývoji komunikačných aspektov technológie, ale neustále je expertmi poskytovaná aj rozhodujúca dodatočná podpora pre vhodnosť použitia vo výrobe, ktorá vyhovuje požiadavkam priemyslu 4.0.

Video ukážka: princíp a využitie digitálnej komunikácie IO-Link

Zdroj: B&R, Turck, Murrelektronik, Profibus, upravil Automatizacia365.sk

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *