IO-Link master: Kako poveže senzorje s PLC?

Sodobni senzorji in aktuatorji lahko krmilnemu sistemu poleg procesnih vrednosti posredujejo tudi diagnostične podatke, parametre in informacije o svojem stanju. Pri IO-Link sistemu je ključni povezovalni element IO-Link master, ki komunikacijo naprav na terenu poveže s PLC-jem oziroma nadrejenim industrijskim omrežjem.

Kako takšna povezava deluje, kakšna je razlika med IO-Link masterjem in Sensor Hubom ter na kaj moramo paziti pri izbiri komponent?

Kako deluje povezava med IO-Link senzorjem in PLC-jem?

Pri tipičnem sistemu je povezava sestavljena tako:

IO-Link senzor ali aktuator → IO-Link master → PROFINET oziroma drugo industrijsko omrežje → PLC

IO-Link uporablja povezavo točka-točka (point-to-point). To pomeni, da je na posamezen IO-Link port masterja neposredno priključena ena IO-Link naprava.

Največja standardna dolžina posamezne IO-Link povezave je 20 metrov, uporablja pa se običajen neoklopljen senzorski kabel.

IO-Link zato ni zamenjava za PROFINET. Tehnologiji se dopolnjujeta: IO-Link skrbi za komunikacijo na ravni senzorjev in aktuatorjev, PROFINET ali drug industrijski komunikacijski protokol pa lahko poveže master z nadrejenim krmilnim sistemom.

Kaj je IO-Link master?

IO-Link master predstavlja povezavo med IO-Link napravami in avtomatizacijskim sistemom.

Na njegove porte priključimo kompatibilne senzorje, aktuatorje ali druge IO-Link naprave. Master izmenjuje podatke z njimi ter jih prek nadrejenega komunikacijskega vmesnika posreduje PLC-ju.

Odvisno od izvedbe lahko na nadrejeni strani uporablja na primer PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT ali drug industrijski komunikacijski protokol.

Poleg procesnih vrednosti so lahko PLC-ju oziroma inženirskemu sistemu na voljo tudi:

• parametri naprave,
• diagnostične informacije,
• identifikacijski podatki,
• opozorila in dogodki,
• informacije o stanju naprave.

To je ena pomembnejših razlik v primerjavi s klasičnim digitalnim senzorjem, kjer krmilnik pogosto prejme predvsem stanje signala.

Kaj pridobimo z IO-Link komunikacijo?

IO-Link omogoča, da iz naprave pridobimo več informacij in jo po potrebi parametriramo prek komunikacijske povezave.

V praksi to lahko pomeni:

• boljšo diagnostiko,
• centralno nastavljanje parametrov,
• manj ročnega nastavljanja na napravi,
• hitrejše odkrivanje napak,
• podatke za preventivno vzdrževanje,
• enostavnejšo zamenjavo naprav.

Pri ustrezno konfiguriranem sistemu je mogoče parametre naprave shraniti in jih ob zamenjavi ponovno prenesti v kompatibilno nadomestno napravo.

Za opis lastnosti IO-Link naprav se uporabljajo tudi IODD datoteke (IO Device Description). Te inženirskemu orodju podajo informacije o procesnih podatkih, parametrih, identifikaciji in diagnostiki naprave.

Kako se IO-Link master poveže s PROFINET omrežjem?

Pri PROFINET izvedbi master nastopa kot naprava v industrijskem Ethernet omrežju in omogoča dostop do podatkov priključenih IO-Link naprav.

To je posebej uporabno pri decentralizirani avtomatizaciji, saj lahko master namestimo bližje senzorjem in aktuatorjem na stroju, do PLC-ja pa podatke prenašamo prek omrežja.

V ponudbi Elektrospojev so na voljo tudi PROFINET IO-Link masterji, med drugim decentralizirane izvedbe z ustrezno IP zaščito za montažo neposredno v industrijskem okolju.

Kaj pa običajni senzorji brez IO-Linka?

IO-Link sistem ne pomeni, da moramo nujno zamenjati vse obstoječe digitalne senzorje.

Odvisno od izvedbe masterja je mogoče posamezne porte uporabljati tudi za standardne digitalne signale. Če pa želimo na enem mestu združiti več klasičnih senzorjev oziroma aktuatorjev, je pogosto primernejši IO-Link Sensor Hub.

Tipična povezava je:

digitalni senzorji → Sensor Hub → IO-Link master

Sensor Hub je z vidika masterja ena IO-Link naprava, na svoji drugi strani pa lahko združuje več standardnih digitalnih vhodov in izhodov.

Tako lahko več klasičnih signalov zberemo neposredno na stroju in zmanjšamo količino posameznega ožičenja proti krmilni omari.

IO-Link master ali Sensor Hub – kakšna je razlika?

Poenostavljeno: master poveže IO-Link raven s krmilnim sistemom, Sensor Hub pa omogoča učinkovitejše vključevanje več klasičnih digitalnih signalov.

Class A ali Class B?

Pri izbiri IO-Link masterja pogosto naletimo na oznaki Port Class A in Port Class B.

Class A je standardna izvedba za večino senzorjev in drugih običajnih IO-Link naprav.

Class B je namenjen napravam, ki poleg osnovnega napajanja in komunikacije potrebujejo dodatno, galvansko ločeno napajanje. To je izvedeno prek kontaktov 2 in 5 na 5-polnem M12 priključku in se uporablja predvsem pri napravah z večjo potrebo po moči, na primer pri določenih aktuatorjih ali ventilskih sistemih.

Pri izbiri masterja zato ni pomembno samo število portov, ampak tudi vrsta naprav, ki jih bomo priključili, in njihove zahteve glede napajanja.

Primer iz prakse

Predstavljajmo si proizvodni stroj, kjer imamo nove IO-Link senzorje in več obstoječih digitalnih senzorjev.

IO-Link senzorje priključimo neposredno na master. Klasične digitalne senzorje v bližini lahko združimo prek Sensor Huba, ki zasede en IO-Link port.

Master nato vse podatke prek PROFINET omrežja posreduje PLC-ju.

Takšna decentralizirana zasnova omogoča združevanje pametnih in klasičnih naprav ter lahko zmanjša količino ožičenja med strojem in krmilno omaro.

Na kaj paziti pri izbiri IO-Link masterja?

Število in vrsta portov

Preverite, koliko naprav boste priključili ter ali potrebujete porte Class A, Class B ali kombinacijo obeh.

Nadrejeni komunikacijski protokol

Master mora biti kompatibilen z omrežjem krmilnega sistema. Za PROFINET aplikacijo izberemo ustrezno PROFINET izvedbo.

Način montaže in IP zaščita

Za montažo neposredno na stroj so primerne robustne decentralizirane izvedbe z ustrezno IP zaščito. Za elektro omaro so na voljo tudi druge izvedbe, na primer IP20.

Priključki in kabli

Preveriti je treba uporabljene M8 oziroma M12 priključke, razpored kontaktov, dolžino povezav ter zahteve glede napajanja priključenih naprav.

Zahteve naprav

Poleg komunikacije preverimo porabo senzorjev in aktuatorjev, potrebo po dodatnem napajanju ter količino standardnih digitalnih I/O signalov.

Kdaj je IO-Link master smiselna izbira?

IO-Link master je posebej uporaben, kadar želimo:

• decentralizirati priklop senzorjev in aktuatorjev,
• uporabljati IO-Link naprave z diagnostiko in parametriranjem,
• zmanjšati obseg ožičenja do krmilne omare,
• zbirati dodatne podatke iz naprav,
• poenostaviti vzdrževanje stroja,
• kombinirati IO-Link in standardne I/O naprave.

Pri preprostem stroju z nekaj digitalnimi signali dodatna IO-Link infrastruktura ni vedno potrebna. Njene prednosti so izrazitejše pri večjem številu naprav, zahtevnejši diagnostiki in decentralizirani zasnovi sistema.

IO-Link komponente v Elektrospojih

Za IO-Link sistem potrebujemo več kot samo master. Glede na aplikacijo lahko sistem vključuje:

• IO-Link masterje,
• IO-Link Sensor Hube,
• decentralizirane I/O enote,
• M8 in M12 povezovalno tehniko,
• senzorske kable,
• komponente za PROFINET in industrijski Ethernet.

Pri Elektrospojih so na voljo tako PROFINET IO-Link masterji kot IO-Link Sensor Hubi različnih izvedb. Pri izbiri je treba upoštevati predvsem število naprav, vrsto signalov, nadrejeni komunikacijski protokol, zahteve glede napajanja in način montaže.

Preverite ponudbo izdelkov za brezžično industrijsko komunikacijo

Seznam vseh objav