IO-Link umožňuje obousměrnou komunikaci mezi řídicími jednotkami, senzory a akčními členy – a tvoří tak základ pro rychlou parametrizaci, inteligentní diagnostiku a maximální dostupnost systému v rámci IIoT.
V průmyslové automatizaci narážejí tradiční binární rozhraní senzorů na své limity, protože poskytují pouze spínací signály a nenabízejí transparentnost, diagnostiku ani flexibilní parametrizaci, což vede k vysokým nákladům na vývoj, prostojům a neefektivním procesům. Společnost TURCK řeší tento problém pomocí IO-Linku, což je komunikační rozhraní nezávislé na sběrnici, které digitálně integruje senzory a akční členy prostřednictvím IO-Link masterů pomocí spojení typu point-to-point a přenáší v reálném čase nejen procesní data, ale také parametry a diagnostická data do systémů PLC, MES a IIoT. Standardizovaná kabeláž, centralizovaná parametrizace, automatická správa dat a snadná integrace do sítí PROFINET nebo Ethernet umožňují komplexní digitalizaci „posledního metru“. Díky tomu mohou odvětví strojírenství, výroby a intralogistiky těžit ze snížených nákladů, rychlejšího uvedení do provozu, vyšší dostupnosti zařízení, monitorování stavu a flexibilních výrobních procesů řízených daty.
IO-Link je komunikační rozhraní zavedené v roce 2006, které umožňuje inteligentní a plnou integraci senzorů a akčních členů do automatizačních systémů. Místo čistě binárních signálů přenáší IO-Link digitální naměřené hodnoty, parametry a diagnostická data prostřednictvím jednoduchého spojení typu „point-to-point“ pomocí standardních 3- nebo 5-žilových kabelů. Díky tomu lze poslední metr mezi zařízením a řídicí jednotkou využít digitálně, transparentně a flexibilně.
IO-Link master se připojuje k připojeným zařízením IO-Link – senzorům nebo akčním členům – a přenáší jak cyklická procesní data, tak acyklické doplňkové informace, jako jsou parametry nebo stav zařízení. Komunikace probíhá nezávisle na použitém protokolu sběrnice: sítě PROFINET, EtherNet/IP ani jiné sítě tím nejsou ovlivněny. Každé připojení funguje jako spojení typu „point-to-point“, přes které jsou data spolehlivě přenášena v řádu milisekund. Kromě čistého přenosu dat lze zařízení centrálně parametrizovat, upravovat hodnoty a cíleně dotazovat na stavy.
IO-Link zvyšuje transparentnost procesů, snižuje náročnost konfigurace a výrazně zjednodušuje výměnu zařízení. Sady parametrů lze centrálně spravovat a v případě potřeby automaticky obnovit (režim uchovávání dat). Zároveň zařízení poskytují doplňkové informace pro diagnostiku a údržbu, což minimalizuje prostoje a zvyšuje dostupnost systému. Díky kombinaci jednoduchého zapojení, flexibilní parametrizace a rozsáhlého přístupu k zařízením se IO-Link stává ústřední součástí moderních, síťově propojených a efektivních automatizačních řešení.
Dosud vyžadovala integrace zařízení IO-Link do projektů PROFINET obvykle dodatečné úsilí. Uživatelé museli ručně zadávat identifikátory zařízení nebo třídy a pomocí samostatných softwarových nástrojů programovat či konfigurovat parametry, jako jsou měřicí rozsahy nebo výstupní signály.
Díky technologii SIDI (Simple IO-Link Device Integration) nabízí společnost TURCK řešení, které umožňuje přímou integraci zařízení IO-Link do prostředí pro projektování sítě PROFINET, jako je například TIA Portal. Zařízení IO-Link jsou popsána jako submoduly PROFINET v jazyce GSDML (Generic Station Description Markup Language) masteru IO-Link. Společnost TURCK k tomuto účelu poskytuje knihovnu SIDI, která ve výchozím nastavení obsahuje všechna vlastní zařízení IO-Link i zařízení od našeho strategického partnera v oblasti optických senzorů, společnosti Banner Engineering. Kromě toho jsou integrována také vybraná zařízení od jiných výrobců.
Je-li připojené zařízení zahrnuto v SIDI GSDML, může ho programátor PLC vybrat přímo z katalogu zařízení svého vývojového prostředí. Všechny vlastnosti relevantní pro IO-Link jsou zde přehledně zobrazeny; parametry, jako jsou měřicí rozsahy, výstupní signály nebo frekvence impulzů, lze pohodlně konfigurovat v prostém textu. To umožňuje komplexní offline projektování se zařízeními IO-Link.
Zařízení IO-Link mohou pracovat ve dvou režimech: v režimu SIO (Standard I/O Mode) a v režimu IO-Link. V režimu SIO se snímač nebo akční člen chová jako tradiční digitální spínač. Poskytuje pouze binární signál zapnuto/vypnuto nebo funguje jako jednoduchý výstup. Nedochází k žádné komunikaci; port masteru IO-Link funguje výhradně jako digitální vstup nebo výstup. Tento režim je vhodný pro jednoduché aplikace s pevnou spínací prahovou hodnotou a je plně zpětně kompatibilní – provoz je možný i bez infrastruktury podporující IO-Link.
V režimu IO-Link je však k dispozici celý rozsah funkcí zařízení IO-Link. IO-Link master iniciuje digitální komunikaci prostřednictvím požadavku na probuzení na lince C/Q. Kromě cyklických procesních dat lze přenášet také acyklické informace, jako jsou parametry, identifikační údaje nebo diagnostické údaje. Tento režim je ideální pro konfigurovatelná zařízení, monitorování stavu a inteligentní koncepce údržby.
Společnost TURCK řeší dosavadní omezení integrace technologie IO-Link do systémů PROFINET pomocí technologie SIDI (Simple IO-Link Device Integration). Díky tomu získávají zařízení IO-Link identitu plnohodnotného modulu PROFINET, což umožňuje jejich přímou parametrizaci v portálu TIA Portal. Nejsou zapotřebí žádné další nástroje – zařízení IO-Link v režimu IO-Link se tak používají stejně snadno jako klasické moduly sběrnic.
IO-Link snižuje počet variant tím, že umožňuje konfiguraci zařízení pomocí softwaru namísto hardwaru. Tradiční senzory často vyžadují různé modely pro různé měřicí rozsahy, spínací funkce nebo nastavení filtrů. Zařízení s podporou IO-Linku jsou naopak založena na univerzálním základním modelu, který lze pomocí softwaru přesně přizpůsobit konkrétní aplikaci. Jediné fyzické zařízení tak může splňovat celou řadu požadavků.
Z toho těží zejména výrobní podniky: oddělení konstrukce, nákupu a údržby snižují pracovní náročnost díky menšímu počtu katalogových čísel, zjednodušenému řízení zásob a standardizované, zaměnitelné senzorové technologii. IO-Link navíc umožňuje ukládání sad parametrů na masteru. Při výměně zařízení se nastavení automaticky přenesou do nového zařízení (režim uchování dat podle V1.1), čímž odpadá nutnost předkonfigurovaných variant.
Společnost TURCK tento efekt díky technologii SIDI ještě umocňuje. Jelikož lze zařízení IO-Link parametrizovat přímo v projekčním systému, atraktivita multifunkčních senzorů se tím ještě zvyšuje. Rozmanitost variant je tak důsledně nahrazována flexibilitou – což představuje rozhodující výhodu zejména u modulárních koncepcí strojů a zařízení.
Konfigurace zařízení IO-Link lze v zásadě provést třemi způsoby: prostřednictvím řídicí jednotky, prostřednictvím masteru IO-Link nebo pomocí konfiguračního softwaru na počítači v rámci automatizační sítě. Ve společnosti TURCK se k tomuto účelu používá software TAS (TURCK Automation Suite). Která z těchto možností je nejvhodnější, závisí na použité infrastruktuře. V tradičních projektech se parametrizace často provádí pomocí nástrojů, jako jsou TAS, PACTware nebo jiné interpretéry IODD. Tam lze parametry přehledně zobrazit, upravit, uložit nebo exportovat jako soubor.
Ještě pohodlnější je přímá parametrizace prostřednictvím samotného masteru IO-Link – například pomocí integrovaného webového serveru nebo konfigurátoru IODD. Mastery TURCK ze sérií TBEN, FEN20 nebo TBPN tento přístup nativně podporují a umožňují také automatické stažení IODD z internetu.
Pro použití v projektech PROFINET nabízí SIDI (Simple IO-Link Device Integration) nejjednodušší řešení. Všechny relevantní parametry lze nastavit přímo v prostém textu v rámci TIA Portal nebo srovnatelných inženýrských nástrojů – bez nutnosti použití dalšího softwaru a bez ručního zadávání indexů či podindexů. Díky tomu je parametrizace zařízení IO-Link stejně pohodlná jako u klasických modulů sběrnic.
IO-Link není průmyslová sběrnice, ale komunikační vrstva typu „bod-bod“, která se nachází pod vrstvami průmyslových sběrnic a průmyslového ethernetu. Zatímco sítě PROFINET, EtherNet/IP nebo AS-Interface sdružují mnoho účastníků, IO-Link vždy propojuje přesně jeden IO-Link master s jedním zařízením – a to prostřednictvím nestíněného standardního kabelu.
Tyto technologie se výrazně liší také z hlediska instalace. Průmyslové sběrnice vyžadují definované topologie, schémata adresování a často i stíněné kabely. IO-Link je záměrně navržen jako jednoduché řešení: stačí tři vodiče, v případě potřeby pět (třída B). Každé připojení IO-Link funguje nezávisle na technologii sběrnice používané masterem IO-Link. To umožňuje systému PROFINET připojit zařízení IO-Link paralelně, aniž by došlo ke změně jejich komunikačního principu.
Díky technologii SIDI (Simple IO-Link Device Integration) společnost TURCK vyplňuje klíčovou mezeru v prostředích PROFINET. Jelikož zařízení IO-Link ze své podstaty nemají vlastní GSDML, vyžadovala jejich integrace dosud dodatečné úsilí. SIDI funkčně povyšuje zařízení IO-Link na úroveň nativních modulů PROFINET – včetně parametrizace a diagnostiky přímo v projektovém systému.
IODD (IO-Link Device Description) je standardizovaný popis zařízení pro zařízení IO-Link. Obsahuje všechny informace, které potřebuje projektový systém nebo software k jednoznačné identifikaci zařízení, konfiguraci jeho parametrů a načtení diagnostických dat. Patří sem mimo jiné komunikační profily, parametry se strukturou indexů a podindexů, struktura procesních dat, jakož i identifikační a diagnostické informace.
Bez IODD nemůže konfigurační nástroj IO-Link zařízení plně interpretovat. Proto se IODD načítá a vyhodnocuje během parametrizace v nástrojích, jako jsou TAS, PACTware nebo jiné interpretátory IODD. V systémech PROFINET řeší tento krok obzvláště elegantně SIDI: Informace z IODD jsou integrovány do GSDML masteru IO-Link. Díky tomu jsou všechny parametry přímo viditelné a konfigurovatelné v TIA Portalu – bez nutnosti samostatného zpracování IODD. Stručně řečeno: IODD je digitální datový list zařízení IO-Link.
Společnost TURCK nabízí jedno z nejkomplexnějších portfolií produktů IO-Link na trhu, které zahrnuje senzory, akční členy, rozbočovače a řídicí jednotky – a zajišťuje tak maximální výběr, jednotné standardy a vysokou kompatibilitu systémů.
Společnost TURCK neustále rozvíjí technologii IO-Link: od senzorů a akčních členů až po IO-Link mastery a integraci do řídicích systémů, IT systémů a aplikací IIoT. Výsledkem jsou plynulá automatizační řešení připravená na budoucnost.
Díky technologii SIDI (Simple IO-Link Device Integration) lze zařízení TURCK s rozhraním IO-Link konfigurovat přímo v portálu TIA. Všechny parametry jsou k dispozici v prostém textu – bez nutnosti používat další software, ručně zadávat položky do indexu nebo využívat externí nástroje.
V sekci „Know-how“ najdete všechny odborné studie společnosti TURCK i záznamy našich webinářů. Namísto zdlouhavého výkladu obecných technických základů se rychle dostáváme k jádru fascinujících otázek týkajících se automatizace.
