Aktuální vydání

celé číslo

04

2024

Průmyslové roboty a automatizace výrobních a montážních linek

celé číslo

Všestranný komunikační standard IO-Link pro efektivní průmyslové procesy

IO-Link je komunikační standard, který způsobil revoluci ve způsobu, jakým jsou senzory a akční členy integrovány do strojů a systémů. Jde o standardizovaný komunikační protokol, který umožňuje obousměrnou komunikaci mezi zařízeními, což urychluje a usnadňuje integraci všech typů signálů. Na rozdíl od tradičních komunikačních systémů představuje IO-Link flexibilní řešení, které lze použít v široké škále úloh, od prvního kroku k digitalizaci až po univerzální instalační systém nebo koncept IIoT.

 

Jednou z hlavních výhod standardu IO-Link je skutečnost, že poskytuje uživatelům nástroj pro rychlou a cenově výhodnou instalaci, průběžnou diagnostiku a rychlou výměnu senzoru. To je zvláště důležité v kontextu průmyslu 4.0 a chytré výroby, kde je schopnost rychle a snadno integrovat chytrá zařízení do instalačních konceptů zásadní. Komunikační standard IO-Link navíc umožňuje transparentní přenos dat z úrovně senzorů a akčních členů do cloudu, což usnadňuje monitorování a analýzu dat.

IO-Link je také výhodný pro svou kompatibilitu s produkty různých výrobců a s rozličnými typy signálů. Lze tedy říci, že IO-Link je společným jazykem pro decentralizovanou automatizační techniku všech výrobců a dodavatelů zařízení pro automatizační techniku. Celkově je IO-Link výkonná komunikační metoda, která mění způsob, jakým jsou senzory a akční členy integrovány do strojů a systémů.

 

Univerzální systém plug-and-play od Murrelektronik

Systém IO-Link od společnosti Murrelektronik propojuje vše se vším a „mluví“ jazykem konkrétních strojů. Mezi výhody tohoto systému patří rychlá integrace a krátká doba uvedení do provozu i maximální flexibilita. IO-Link lze rovněž mimořádně snadno propojit s nadřazenými řídicími systémy a s cloudem.

Vzhledem k tomu, že jsou všechna zařízení IO-Link navržena na principu plug-and-play, je jejich instalace nebo výměna jednoduchá a bezproblémová. To zajišťují předem parametrizovaná zařízení, jako jsou rozbočovače, převodníky a světla. Systém je vhodný pro všechny typy signálů (digitální, analogové nebo IO-Link) a byl navržen pro úlohy IIoT i pro analýzu dat. To usnadňuje standardizaci koncepcí strojů. Díky svým dlouholetým zkušenostem v oblasti decentrální instalační techniky vyvíjejí odborníci společnosti Murrelektronik pro zákazníky koncepty na míru a poskytují aktivní podporu při plánování a uvádění do provozu. Zařízení s rozhraním IO-Link od Murrelektronik jsou tudíž ideální volbou při řešení automatizace pro různorodé využití v průmyslu.

Aby bylo možné realizovat různé varianty uzemnění, používají se k připojení konektory s L-kódováním se čtyřmi nebo pěti póly. Čtyřpólové provedení lze uzemnit pomocí uzemňovacího pásku, pětipólové provedení (4+FE) pomocí konektoru. Moduly mají také všechna důležitá regionální schválení a certifikáty, což z nich dělá ideální nástroj pro globální použití.

Do modulů Pro-Master je integrováno standardizované rozhraní Master Interface (SMI). Standard definovaný komunitou IO-Link v roce 2019 umožňuje navrhnout parametrizaci úrovně I/O nezávisle na řídicí jednotce a otevírá tak cestu k decentralizované automatizaci.

Konkrétně jsou moduly Pro-Master vhodné pro harmonizovaný přístup ke cloudovým službám prostřednictvím IIoT protokolů, jako jsou OPC UA, JSON REST API a MQTT. Parametrové, procesní a diagnostické údaje lze tedy používat nezávisle na použitém sběrnicovém protokolu.

Celkově se tím sníží náklady, zvýší produktivita a zároveň to vede k novým možnostem servisu a údržby. Doba instalace a uvedení do provozu se výrazně zkracuje, protože díky sortimentu zařízení IO-Link nejsou již zapotřebí složitě zapojované a prostorově náročné rozváděče. Vzhledem k plastovému nebo kovovému pouzdru s třídou krytí IP67 jsou master moduly obzvláště robustní.

 

Analýza a diagnostika dat

Kromě čistě procesních dat (I/O) poskytují moduly MVK Pro a Impact 67 Pro (obr. 1) další diagnostická data (napětí, proud a teplota) pro příslušné porty a pro celý modul. Jsou detekovány anomálie a vlastní proces může být optimalizován s využitím analýzy dat. Díky protokolům IIoT jej lze standardizovat i bez řídicí jednotky.

Ucelený soubor funkcí poskytují integrované porty A/B. Každý pin lze volně parametrizovat, až již jde o IO-Link, DI, DO, nebo o kombinaci všech funkcí. Napájecí napětí se automaticky přepíná podle potřeby: pro napájení akčních členů DO nebo senzorů DI. Díky dostatečnému napájení každého portu až 4 A je modul schopen přímo obsluhovat zařízení s vysokými energetickými požadavky bez křížového napájení.

Spolupráce s firmou Murrelektronik může být klíčová pro vývoj a výrobu decentralizované automatizační techniky. Pomůže získat přístup k nejnovějším technologiím IO-Link, které nabízejí dokonalou komunikaci od senzoru do cloudu.

Další informace jsou na www.murrelektronik.cz.

 

Komponenty Murreletronik pro IO-Link

Interakce různých částí a komponent systému Murrelektronik IO-Link je koordinovaná. To znamená, že do cloudu lze snadno a nezávisle na systému přenést jakýkoliv signál.

 

Řídicí jednotka IO-Link
Zařízení IO-Link, rozbočovače a analogové převodníky lze připojit ke všem osmi portům jednotky IO-Link master. Funkci kanálu (pin 2 a pin 4) je možné v každém případě libovolně parametrizovat. Jak IO-Link master, tak rozbočovače mají funkci automatické konfigurace DIO společnosti Murrelektronik a pak je možné kanál využít současně jako vstup a výstup.

 

Napájení IO-Link
Napájení je vedeno z rozváděče do provozu s účinností až 93,8 %. Rozhraní IO-Link umožňuje rozsáhlou a transparentní komunikaci i vzdálenou konfiguraci a monitorování. Součástí dodávky je napěťový výstup M12 s kódem L a dva integrované kanály s proudem až 10 A pro 24 V DC a monitorování zátěžového obvodu (MICO).

 

Světelná signalizace IO-Link
Signální kontrolky indikují stavy procesu pěti barvami. Integrované rozhraní IO-Link je určeno ke snadnému připojení kabelem standardu M12. Zapojení plug-and-play umožňuje rychlé uvedení do provozu a řízení prostřednictvím procesních dat.

 

Analogový převodník IO-Link
Převodník převádí jakýkoliv běžný analogový signál na IO-Link (proud, napětí, odpor a teplota). Přenos naměřených hodnot bez rušení je zajištěn díky digitální datové komunikaci prostřednictvím běžného nestíněného kabelu s konektorem M12. Předem parametrizované varianty plug-and-play jsou vhodné pro rychlé uvedení do provozu, multifunkční varianty pro flexibilní použití.

 

Protokoly IIoT
Prostřednictvím protokolů IIoT OPC UA, JSON REST API a MQTT lze jednotky IO-Link master a k nim připojená zařízení parametrizovat zcela standardizovaně, nezávisle na průmyslové sběrnici, a tedy napříč systémy. Sběrnicová komunikace a IIoT probíhají paralelně po jedné lince.

 

Ethernetové switche
Switche Fast Ethernet a Gigabit Ethernet s krytím IP67 jsou k dispozici ve variantách se správou Profinet s integrovaným webovým serverem. Navíc jsou nepřekonatelně všestranné, jsou DHCP, SNMP (v1, v2c, v3), RSTP, STP, LLDP, NTP, RMON, SSH (CLI) Syslog, zrcadlení portů, VLAN (QoS) a IEEE 802.1q.

 

Rozbočovače IO-Link
Rozbočovače IO-Link třídy A nebo B s galvanickým oddělením – COM3, podle V1.1.3 a společného profilu Identifikace a diagnostika (I&D) jsou k dispozici ve variantách M8 a M12 I/O s až šestnácti multifunkčními kanály DIO s automatickou detekcí signálu (vstup nebo výstup) či manuální parametrizací – až 2 A na výstup. Předem parametrizované varianty plug-and-play jsou vhodné pro rychlé uvedení do provozu a multifunkční varianty s velkým rozsahem možností mají výhodu flexibilního použití.

 

(Murrelektronik)