Цифрове оновлення за допомогою IO-Link

Впровадження Industry 4.0 створює цифровий силует заводу для оптимізації процесів. Основну інформацію надають багато датчиків, які вже встановлені для керування машинами. Завдяки технології IO-Link ці датчики забезпечують набагато більше даних, ніж просто сигнали перемикання або аналогові значення. Starrag Technology GmbH у Білефельді (Німеччина) — це компанія, яка виробляє верстати та широко оснащує їх датчиками IO-Link від ifm.

Портальний обробний центр серії FOGS від Starrag Technology GmbH має ці функції. Його використовують у машинобудуванні, авіаційній та автомобільній промисловості, наприклад, для виготовлення корпусних деталей. Машина на зображенні використовується для обробки деталей шасі в авіаційній промисловості.

Ці складні верстати вимагають датчиків для моніторингу всіх середовищ (наприклад, охолоджувальних та мастильних матеріалів, гідравліки, контролю температури машини). Жорсткі допуски необхідні для середніх температур, значень тиску та об’ємних витрат, щоб забезпечити оптимальне використання інструментів у повністю автоматизованих виробничих процесах.

Датчики з цифровим інтерфейсом

IO-Link — це надійний цифровий інтерфейс на основі рівнів сигналу 24 В, який, окрім простих сигналів перемикання, забезпечує двонаправлений зв’язок із контролером через звичайний кабель датчика. Датчики передають цифрові вимірювані значення та діагностичну інформацію через IO-Link до головного пристрою IO-Link, такого як модуль IO-Link, шлюз або ПЛК, обладнаний портами IO-Link. Датчики підключаються стандартними роз'ємами M12. Більше не потрібні екрановані кабелі та відповідне заземлення.

Starrag Technology GmbH вибирає датчики рідини від ifm electronic. Причина: Спеціаліст із датчиків пропонує найбільший асортимент датчиків процесу з IO-Link.

Налаштування параметрів дистанційного датчика

Однією з найбільших переваг IO-Link є можливість передачі всіх необхідних даних параметрів через з’єднувальний кабель IO-Link на датчик. Дані параметрів датчика (наприклад, точки перемикання, гістерезис перемикання, колір дисплея) можна передавати з контролера на датчики, сумісні з IO-Link, або під час налаштування датчиків, або пізніше під час роботи, щоб налаштувати їх відповідно до конкретної ситуації. Вигода для клієнта: На етапі введення машини в експлуатацію попередньо спроектовані параметри датчика можуть бути швидко, легко та надійно передані на датчик. За необхідності, наприклад, у разі невеликих розмірів партії, IO-Link дає змогу зберігати різні набори параметрів для різних продуктів окремо на датчику. Крім того, завдяки налаштуванню параметрів на основі контролера подальша оптимізація процесу за допомогою дистанційного обслуговування стає легкою за допомогою IO-Link. Загалом можна сказати, що IO-Link є ключовою технологією для додатків Industry 4.0.

Подвійне резервне копіювання даних

На додаток до налаштування параметрів датчика на основі контролера, IO-Link від версії 1.1 або вище забезпечує подвійне зберігання даних параметрів датчика на пристрої та головному пристрої IO-Link. Дітмар Валленштейн, керівник відділу електронного будівництва та введення в експлуатацію компанії Starrag Technologies, каже: «Однією з великих переваг IO-Link є автоматичне резервне копіювання даних датчиків, яке виконується у фоновому режимі. Кожен датчик (пристрій) автоматично надсилає свої набори параметрів до головного пристрою IO-Link. Там вони будуть віддзеркалені та збережені як резервна копія. Після заміни датчика відбувається автоматичний обмін даними з новим пристроєм. Потім дані параметрів будуть автоматично передані з головного пристрою IO-Link на пристрій IO-Link. Це значно полегшує заміну датчика та значно скорочує час простою машини у разі несправності. Водночас це зменшує навантаження на обслуговуючий та обслуговуючий персонал.»

Помилки в налаштуванні параметрів датчика залишилися в минулому. Заміна датчика вимагає лише механічної установки. Клієнт може замінити його, не потребуючи підтримки. Обслуговуючий персонал не потребує навчання щодо налаштування параметрів датчика, оскільки це відбувається автоматично у фоновому режимі. Завдяки цьому технічні проблеми можна вирішувати набагато швидше та набагато ефективніше. Це економить витрати.

Безпомилкова цифрова передача виміряних значень

Досі аналогові сигнали датчиків оцифровуються за допомогою аналого-цифрових перетворювачів і масштабуються в ПЛК. Це призводить до неточностей фактичного значення вимірювання.

Однак IO-Link передає виміряні значення від датчика в цифровому вигляді до контролера. Виключені помилки передачі та перетворення аналогових сигналів. Виміряні значення, передані в цифровому вигляді, можуть відображатися безпосередньо в диспетчерській. Передане значення завжди збігається з виміряним значенням. Більше немає ніяких відхилень між локальним дисплеєм і значенням, яке ПЛК отримує з аналогового сигналу. Завдяки IO-Link навіть перешкоди аналоговому сигналу, спричинені, наприклад, електромагнітними полями, залишилися в минулому.

Два вимірюваних значення - один датчик

Сучасні датчики процесу від ifm часто видають більше, ніж одне вимірюване значення. Dietmar Wallenstein каже: «Часто датчик обробляє не лише одне фізичне значення. На додаток до об’ємної витрати або тиску, наприклад, також можна зчитувати температуру середовища через інтерфейс IO-Link. Раніше для цього нам потрібні були два датчики.» Це економить гроші на обладнання, електропроводку та монтаж, оскільки замість двох датчиків вам потрібен лише один.

Діагностичні дані

Окрім даних процесу, датчик IO-Link також може надавати діагностичні дані про стан пристрою. Приклад: Датчик рівня виявляє критичні відкладення та сигналізує про це контролеру. Фотоелектричні датчики виявляють, якщо лінза забруднена, і автоматично сигналізують про це. Датчики тиску зберігають мінімальні втрати тиску та максимальні піки тиску від процесу та підраховують кількість разів, коли граничні значення були перевищені або недосягнуті. Ця додаткова функція надає рішучу підтримку користувачеві, коли мова заходить про технічне обслуговування залежно від стану. Ця розширена інформація про стан мінімізує дорогі простої, одночасно підвищуючи надійність процесу.

Нижня лінія

Датчики пропонують значну додаткову цінність, якщо вони оснащені IO-Link. Dietmar Wallenstein підсумовує переваги Starrag Technology:

«Усі говорять про Індустрію 4.0, і, звичайно, ми в Starrag не ігноруємо цю мегатренд. Коли йдеться про машинобудування, ми думаємо, зокрема, про модернізацію цифрових машин. Ось чому ми обираємо IO-Link. Завдяки недорогим надійним інтерфейсам датчики надають нам більше інформації про процес, який потім можна більш ефективно оцінити та оптимізувати. Це одна з великих переваг IO-Link і сенсорної функції, яка сприяє розвитку Індустрії 4.0.»