IO-Link umożliwia dwukierunkową komunikację między sterownikami, czujnikami i elementami wykonawczymi, stanowiąc podstawę szybkiej konfiguracji parametrów, inteligentnej diagnostyki oraz maksymalnej dostępności systemu w ramach IIoT.
W automatyce przemysłowej tradycyjne interfejsy czujników binarnych osiągają swoje granice, ponieważ dostarczają jedynie sygnały przełączające i nie zapewniają przejrzystości, diagnostyki ani elastycznej parametryzacji, co prowadzi do wysokich kosztów inżynieryjnych, przestojów i nieefektywnych procesów. TURCK rozwiązuje ten problem dzięki IO-Link jako niezależnemu od magistrali polowej interfejsowi komunikacyjnemu, który cyfrowo integruje czujniki i elementy wykonawcze za pośrednictwem masterów IO-Link przy użyciu połączeń punkt-punkt i przesyła nie tylko dane procesowe, ale także dane parametrów i diagnostyczne w czasie rzeczywistym do systemów PLC, MES i IIoT. Standaryzowane okablowanie, scentralizowana parametryzacja, automatyczne zarządzanie danymi oraz łatwa integracja z PROFINET lub Ethernet umożliwiają kompleksową cyfryzację „ostatniego metra”. W rezultacie branża budowy maszyn, produkcja i intralogistyka zyskują dzięki obniżonym kosztom, szybszemu uruchomieniu, wyższej dostępności zakładu, monitorowaniu stanu oraz elastycznym, opartym na danych procesom produkcyjnym.
IO-Link to interfejs komunikacyjny wprowadzony w 2006 roku, który zapewnia inteligentny i pełny dostęp do czujników i elementów wykonawczych w systemach automatyki. Zamiast czysto binarnych sygnałów, IO-Link przesyła cyfrowe wartości pomiarowe, parametry i dane diagnostyczne poprzez proste połączenie punkt-punkt przy użyciu standardowych kabli 3- lub 5-żyłowych. Dzięki temu ostatni metr między urządzeniem a sterownikiem można wykorzystać w sposób cyfrowy, przejrzysty i elastyczny.
Master IO-Link łączy się z podłączonymi urządzeniami IO-Link – czujnikami lub elementami wykonawczymi – i przesyła zarówno cykliczne dane procesowe, jak i niecykliczne informacje uzupełniające, takie jak parametry lub stan urządzenia. Komunikacja odbywa się niezależnie od używanego protokołu magistrali polowej: nie ma to wpływu na sieci PROFINET, EtherNet/IP ani inne. Każde połączenie działa jako łącze punkt-punkt, przez które dane są niezawodnie przesyłane w zakresie milisekund. Oprócz czystej transmisji danych można centralnie konfigurować urządzenia, dostosowywać wartości i wysyłać konkretne zapytania o stan.
IO-Link zwiększa przejrzystość procesów, ogranicza nakłady związane z konfiguracją oraz znacznie ułatwia wymianę urządzeń. Zestawy parametrów można zarządzać centralnie i w razie potrzeby automatycznie przywracać (tryb zachowania danych). Jednocześnie urządzenia dostarczają dodatkowych informacji przydatnych w diagnostyce i konserwacji, co pozwala zminimalizować przestoje i zwiększyć dostępność systemu. Dzięki połączeniu prostego okablowania, elastycznej parametryzacji i głębokiego dostępu do urządzeń, IO-Link staje się centralnym elementem nowoczesnych, sieciowych i wydajnych rozwiązań automatyki.
Do tej pory włączanie urządzeń IO-Link do projektów PROFINET wiązało się zazwyczaj z dodatkowym nakładem pracy. Użytkownicy musieli ręcznie wprowadzać identyfikatory lub klasy urządzeń oraz programować lub konfigurować parametry, takie jak zakresy pomiarowe czy sygnały wyjściowe, za pomocą oddzielnych narzędzi programowych.
Dzięki SIDI (Simple IO-Link Device Integration), firma TURCK oferuje rozwiązanie, które umożliwia bezpośrednią integrację urządzeń IO-Link ze środowiskami projektowymi PROFINET, takimi jak TIA Portal. Urządzenia IO-Link są opisane jako podmoduły PROFINET w GSDML (Generic Station Description Markup Language) urządzenia nadrzędnego IO-Link. W tym celu firma TURCK udostępnia bibliotekę SIDI, która domyślnie zawiera wszystkie własne urządzenia IO-Link, a także urządzenia naszego strategicznego partnera w dziedzinie czujników optycznych, firmy Banner Engineering. Ponadto zintegrowano również wybrane urządzenia innych producentów.
Jeśli podłączone urządzenie jest uwzględnione w bibliotece SIDI GSDML, programista sterownika PLC może je wybrać bezpośrednio z katalogu urządzeń w swoim środowisku projektowym. Wszystkie właściwości istotne dla IO-Link są tam wyraźnie widoczne; parametry, takie jak zakresy pomiarowe, sygnały wyjściowe lub częstotliwości impulsów, można wygodnie konfigurować w postaci zwykłego tekstu. Umożliwia to kompleksowe projektowanie offline z wykorzystaniem urządzeń IO-Link.
Urządzenia IO-Link mogą pracować w dwóch trybach: trybie SIO (Standard I/O Mode) oraz trybie IO-Link. W trybie SIO czujnik lub element wykonawczy zachowuje się jak tradycyjny przełącznik cyfrowy. Dostarcza on jedynie binarny sygnał włączony/wyłączony lub działa jako proste wyjście. Nie dochodzi do komunikacji; port urządzenia nadrzędnego IO-Link działa wyłącznie jako cyfrowe wejście lub wyjście. Tryb ten nadaje się do prostych zastosowań o stałym progu przełączania i jest w pełni kompatybilny wstecznie — działanie jest możliwe nawet bez infrastruktury obsługującej IO-Link.
W trybie IO-Link dostępny jest jednak pełen zakres funkcji urządzenia IO-Link. Master IO-Link inicjuje komunikację cyfrową poprzez żądanie wybudzenia na linii C/Q. Oprócz cyklicznych danych procesowych można również przesyłać informacje acykliczne, takie jak parametry, dane identyfikacyjne lub diagnostyka. Tryb ten jest idealny dla urządzeń konfigurowalnych, monitorowania stanu oraz koncepcji inteligentnej konserwacji.
Firma TURCK rozwiązuje dotychczasowe ograniczenia związane z integracją protokołu IO-Link w systemach PROFINET dzięki rozwiązaniu SIDI (Simple IO-Link Device Integration). Dzięki temu urządzenia IO-Link zyskują tożsamość pełnoprawnego modułu PROFINET, co pozwala na ich bezpośrednią konfigurację w TIA Portal. Nie są wymagane żadne dodatkowe narzędzia — urządzenia IO-Link w trybie IO-Link są zatem tak samo łatwe w użyciu jak klasyczne moduły magistrali polowej.
IO-Link ogranicza liczbę wariantów, umożliwiając konfigurację urządzeń za pomocą oprogramowania zamiast sprzętu. Tradycyjne czujniki często wymagają różnych modeli dostosowanych do różnych zakresów pomiarowych, funkcji przełączających lub ustawień filtrów. Z kolei urządzenia obsługujące IO-Link opierają się na uniwersalnym modelu podstawowym, który można precyzyjnie dostosować do konkretnego zastosowania za pomocą oprogramowania. W ten sposób jedno fizyczne urządzenie może spełniać wiele wymagań.
Szczególnie korzystają na tym przedsiębiorstwa produkcyjne: działy projektowania, zaopatrzenia i konserwacji ograniczają nakłady dzięki mniejszej liczbie numerów katalogowych, uproszczonemu zarządzaniu zapasami oraz znormalizowanej, wymiennej technologii czujników. Ponadto IO-Link umożliwia zapisywanie zestawów parametrów na urządzeniu nadrzędnym. W przypadku wymiany urządzenia ustawienia są automatycznie przenoszone do nowego urządzenia (tryb zachowania danych zgodnie z wersją V1.1), co sprawia, że wstępnie skonfigurowane warianty stają się zbędne.
Firma TURCK dodatkowo wzmacnia ten efekt dzięki SIDI. Ponieważ urządzenia IO-Link można konfigurować bezpośrednio w systemie projektowym, atrakcyjność czujników wielofunkcyjnych jeszcze bardziej wzrasta. Różnorodność wariantów zostaje w ten sposób konsekwentnie zastąpiona elastycznością — co stanowi decydującą zaletę, szczególnie w przypadku modułowych koncepcji maszyn i instalacji.
Zasadniczo istnieją trzy sposoby konfiguracji urządzeń IO-Link: za pośrednictwem sterownika, za pośrednictwem master IO-Link lub za pomocą oprogramowania konfiguracyjnego na komputerze PC w sieci automatyki. W firmie TURCK do tego celu służy TAS (TURCK Automation Suite). Wybór najbardziej odpowiedniej opcji zależy od używanej infrastruktury. W tradycyjnych projektach parametryzację często przeprowadza się za pomocą narzędzi takich jak TAS, PACTware lub innych interpreterów IODD. Dzięki nim parametry można przejrzyście wizualizować, dostosowywać, zapisywać lub eksportować jako plik.
Jeszcze wygodniejsze jest bezpośrednie konfigurowanie za pośrednictwem samego master IO-Link — na przykład poprzez wbudowany serwer WWW lub konfigurator IODD. Mastery TURCK z serii TBEN, FEN20 lub TBPN natywnie obsługują to podejście, a także umożliwiają automatyczne pobieranie pliku IODD z Internetu.
W przypadku projektów PROFINET najprostszym rozwiązaniem jest SIDI (Simple IO-Link Device Integration). W tym przypadku wszystkie istotne parametry można ustawić bezpośrednio w postaci zwykłego tekstu w TIA Portal lub porównywalnych narzędziach inżynierskich — bez dodatkowego oprogramowania i bez ręcznego wprowadzania indeksów lub podindeksów. Dzięki temu parametryzacja urządzeń IO-Link jest tak samo wygodna, jak w przypadku klasycznych modułów magistrali polowej.
IO-Link nie jest magistralą polową, lecz warstwą komunikacji punkt-punkt znajdującą się poniżej warstw magistrali polowej i przemysłowej sieci Ethernet. Podczas gdy PROFINET, EtherNet/IP lub AS-Interface organizują sieci z wieloma uczestnikami, IO-Link zawsze łączy dokładnie jeden master IO-Link z jednym urządzeniem — za pomocą nieekranowanego standardowego kabla.
Technologie te różnią się również znacznie pod względem instalacji. Magistrale polowe wymagają określonych topologii, schematów adresowania oraz często kabli ekranowanych. IO-Link jest celowo uproszczony: wystarczają trzy przewody, a w razie potrzeby pięć (klasa B). Każde połączenie IO-Link działa niezależnie od technologii magistrali polowej używanej przez master IO-Link. Pozwala to systemowi PROFINET na równoległe podłączenie urządzeń IO-Link bez zmiany zasady ich komunikacji.
Dzięki SIDI (Simple IO-Link Device Integration) firma TURCK wypełnia istotną lukę w środowiskach PROFINET. Ponieważ urządzenia IO-Link z założenia nie posiadają własnego GSDML, ich integracja wymagała dotychczas dodatkowego nakładu pracy. SIDI funkcjonalnie podnosi urządzenia IO-Link do poziomu natywnych modułów PROFINET — w tym parametryzację i diagnostykę bezpośrednio w systemie inżynieryjnym.
IODD (IO-Link Device Description) to znormalizowany opis urządzenia dla urządzenia IO-Link. Zawiera on wszystkie informacje wymagane przez system inżynieryjny lub oprogramowanie do jednoznacznej identyfikacji urządzenia, konfiguracji jego parametrów oraz odczytu danych diagnostycznych. Obejmuje to między innymi profile komunikacyjne, parametry o strukturze indeksów i podindeksów, strukturę danych procesowych, a także informacje identyfikacyjne i diagnostyczne.
Bez pliku IODD narzędzie do konfiguracji IO-Link nie jest w stanie w pełni zinterpretować urządzenia. Dlatego plik ten jest wczytywany i analizowany podczas parametryzacji w narzędziach takich jak TAS, PACTware lub innych interpreterach IODD. W systemach PROFINET, SIDI radzi sobie z tym krokiem szczególnie elegancko: informacje IODD są zintegrowane z GSDML urządzenia nadrzędnego IO-Link. W rezultacie wszystkie parametry są bezpośrednio widoczne i konfigurowalne w TIA Portal — bez oddzielnego przetwarzania IODD. Krótko mówiąc: IODD to cyfrowa karta katalogowa urządzenia IO-Link.
Firma TURCK oferuje jedną z najbogatszych na rynku ofert produktów IO-Link, obejmującą czujniki, siłowniki, koncentratory i urządzenia nadrzędne — zapewniając tym samym szeroki wybór, spójne standardy oraz wysoką kompatybilność systemową.
Firma TURCK nieustannie rozwija technologię IO-Link: od czujników i elementów wykonawczych po urządzenia nadrzędne IO-Link oraz integrację z systemami sterowania, systemami informatycznymi i aplikacjami IIoT. Efektem tego są płynnie działające, przyszłościowe rozwiązania automatyki.
Dzięki technologii SIDI (Simple IO-Link Device Integration) urządzenia TURCK z interfejsem IO-Link można konfigurować bezpośrednio w TIA Portal. Wszystkie parametry są dostępne w postaci zwykłego tekstu — bez konieczności korzystania z dodatkowego oprogramowania, ręcznego wprowadzania indeksów czy narzędzi zewnętrznych.
W sekcji „Wiedza specjalistyczna” znajdziesz wszystkie opracowania firmy TURCK, a także nagrania z naszych webinarów. Zamiast wygłaszać długie wykłady na temat ogólnych podstaw technicznych, szybko przechodzimy do sedna fascynujących zagadnień związanych z automatyką.
