- Переваги IO-Link
- Огляд системи
- Тенденції
Тренди IO-Link
IO-Link розроблено провідними виробниками датчиків, приводів і елементів керування, які постійно працюють над удосконаленням цієї інноваційної технології. Вони зосереджені на ключових тенденціях у галузі, щоб забезпечити постійну придатність для польового використання.
Зміст
Профілі
За допомогою функціональних блоків профілю ПЛК може в будь-який час отримати доступ до значень процесу пристроїв IO-Link від різних виробників у режимі онлайн у будь-який час, оскільки дані надаються стандартизованим способом завдяки «Специфікації зв’язку» та параметрам профілю, що зберігаються в датчику. Різна роздільна здатність датчика також представлена в ідентичній формі для ПЛК.
Завдяки цим стандартизованим властивостям системи доступ до даних процесу, ідентифікації та діагностики можна отримати єдиним способом незалежно від пристрою. В результаті інтеграція в програму керування відбувається набагато легше та швидше.
Використовуючи IO-Link, діагностичні дані, конфігурації та функції різних пристроїв можна стандартизувати та зробити доступними в однаковій формі. Для доступу до цих даних у ПЛК використовуватимуться уніфіковані блоки. Від налаштування параметрів до оцінки значень процесу, складність значно зменшується для користувача.
Крім того, можна реалізувати специфічну для виробника діагностику, розширення та функції для стимулювання інновацій. Однак результатом такого нестандартного використання є те, що пристрої різних виробників більше не можна порівнювати та універсально застосовувати.
Безпека IO-Link
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 та виводу та 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.
Інтеграція / Open Alliance 4.0
Для бездоганної інтеграції даних IO-Link через шлюзи, напр. у польових шинах, таких як PROFINET або EtherNet/IP, формати обміну між IO-Link і протоколами та системами вищого рівня визначені та додатково стандартизовані. Це включає важливі формати обміну, такі як OPC UA або JSON, для підключення до ІТ-систем. З цією метою провідні виробники співпрацюють у «Альянсі відкритої промисловості 4.0», ефективно сприяючи прогресу для забезпечення простоти використання та сумісності між продуктами різних виробників.
Специфікації, визначені спільнотою IO-Link, які вимагають уніфікованої стандартизованої узгодженості даних від найнижчого рівня поля IO-Link до хмарних служб ІТ-світу, призвели до створення формату обміну на основі JSON. Це охоплює як визначення API як інтерфейсу REST, так і транспортування даних через MQTT. Він включає відображення даних, поведінку системи та семантичні визначення.
JSON (Java Script Object Notation) зарекомендував себе як високоефективний формат обміну, який можна використовувати в будь-якій системі, для безперебійної передачі даних у світ ІТ. Завдяки додатковій специфікації семантики також стає можливою проста інтерпретація даних. Це забезпечує плавне підключення рівня IO-Link до систем MES/ERP, хмарних служб і додатків за межами класичної автоматизації ПЛК загалом через так званий «шлях Y».
У «промисловому Інтернеті речей» (IIoT) інсталяції та машини контактують один з одним. У хмарі кожна машина може бути представлена цифровим двійником у віртуальній фабриці. Навіть якщо вони не використовують одну мову через власні системи керування, ми встановлюємо зв’язок із віртуальною фабрикою. З метою отримати інформацію з їхніх даних. Для ефективного використання вони надають детальну інформацію про стан машин, про необхідне технічне обслуговування, про потенціал підвищення продуктивності, про варіанти економії енергії та багато іншого.
IO-Link Wireless
Одним із ключових факторів успіху IO-Link є просте підключення інтелектуальних датчиків і виконавчих механізмів за допомогою стандартизованих кабелів датчиків. У майбутньому можна буде навіть відмовитися від цього, щоб задовольнити зростаючий попит на швидкий і нескладний обмін даними між дедалі більшою кількістю 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.
Аплікації
- 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.