När industrin digitaliseras framstår IO-Link som en enkel och kostnadseffektiv lösning att implementera.
Av Mile Milovanovic, Senior Engineer, SMC German Technical Centre
DECEMBER 2021
När IO-Link lanserades 2009 var det något som branschen inte sett tidigare. IO-Link är inte en fältbuss, utan en allierad till fältbuss. IO-Link ansluter IO-enheter på ett sätt som andra lösningar inte har kunnat göra. Det är en enkel, seriell, dubbelriktad punkt-till-punkt-anslutning för signalöverföring och energiförsörjning under alla nätverk, fältbussar eller andra bussar, som gör det möjligt att ansluta sensorer och ställdon till fältbussen eller industriell Ethernet. Som ett standardiserat gränssnitt (IEC 61131–9) baserat på ett digitalt protokoll fungerar IO-Link i de minsta enheterna från alla tillverkare runt om i världen. IO-Link är skapad för användning på sensornivå och bygger vanligtvis på standard M12- eller M8-kontakter och tretrådiga kablar för att göra sensorerna "smarta". Systemet kommunicerar processdata inklusive en begränsad mängd parametrar (t.ex. temperatur, luftfuktighet, färg, etc.) och översätter data till faktiska värden. Smarta sensorer som använder IO-Link kan överföra aktuella och exakta temperaturavläsningar utan risk för analog datakonvertering.
Ett IO-Link-system består av en IO-Link-enhet (sensor eller ställdon) och en IO-Link-master. Varje IO-Link-enhet är ansluten till en fysisk port på IO-Link-mastern. IO-Link-mastern fungerar som en omvandlare eller Gateway som översätter IO-Link-"meddelandet" till ett fältbussmeddelande för att dela information med styrsystemet.
SMC:s IO-Link-master
Det är dock viktigt att notera att IO-Link inte kommer att kunna stödja alla typer av sensorer eller ställdon. Protokollet kan överföra upp till 32 byte processdata per cykel vilket gör att det inte lämpar sig för att överföra stora mängder data från enheter som till exempel kameror. För typiska tvåbytes processdata och med en typisk cykeltid på cirka 2,3 ms (med datahastighet COM2 eller 38,4 kbps) och cirka 0,4 ms (med COM3 eller 230,4 kbps) är det tillräckligt snabbt för de flesta applikationer inom automatisering (10 ms eller mer) men det passar inte för höghastighetsapplikationer. Slutligen bör vi nämna att kablarna har avståndsgränser: Kabeln mellan IO-Link-enheten och IO-Link-mastern får vara maximalt 20 m (om IO-Link-enhetens ström är lägre än 200 mA och med kärnans tvärsnittsarea på 0,35 mm2) för att säkerställa överföringshastigheten. Vid högre strömmar krävs speciella beräkningar för maximal kabellängd.
Värdet av IO-Link
Om din produktion kräver frekventa omställningar eller om din verksamhet är känslig för driftstopp kommer IO-Link att ge dig betydande fördelar:
• Enkel fjärrkonfiguration och övervakning: det är enkelt att ändra parametrar på distans vid behov, vilket sparar värdefull tid i tillverkningsprocessen. Sensorutgångar och statusvarningar kan övervakas på distans i realtid för att snabbt hjälpa dig att identifiera och lösa problem innan de orsakar driftstopp och sensorer kan bytas ut utan att konfigureras.
• Synlighet för all utrustning: smarta sensorer utrustade med IO-Link kan kommunicera sin egen status via IO-Link-mastern till PLC:n.
• Kostnadsbesparingar: förutom att spara tid minskar IO-Link också de totala systemkostnaderna. Sensorerna förlitar sig bara på IO-Link-gränssnittet för kommunikation, vilket är mycket mer kostnadseffektivt. IO-Link kräver inga speciella eller komplicerade kablar och eliminerar behovet av analoga kort, viktigt även för miniatyrisering.
• Leverantörsoberoende: IO-Link är en leverantörsoberoende teknik.
• Flexibelt: distribution av IO-Link behöver inte vara en allt-eller-ingenting-strategi. Det kan byggas gradvis - utifrån vad tid och budget tillåter.
Eftersom IO-Link kan integreras i praktiskt taget alla fältbussar eller automatiseringssystem där sensorer och/eller ställdon används, är systemet idealiskt för fabriks- och logistikapplikationer som monteringslinor - för snabb installation och förenklade byten av produkt eller förpackning – och för att validera maskinprocesser.
SMC:s IO-Link-produkter kan hjälpa dig att förbättra din produktivitet och minska dina kostnader, ge dig dynamiska produktionsprocesser och leda till den smarta flexibilitet branschen eftersträvar. Dessutom hjälper de dig med den ständiga förbättringen av ditt industriella underhåll.
