Protokół komunikacyjny IO-Link stał się uznanym standardem w prawie każdej gałęzi przemysłu. Dzięki temu, że czujniki zbudowane są z mikrokontrolerów mogą być jeszcze bardziej inteligentne, przechowywać ustawienia i parametry, a nawet dostarczać dodatkowe informacje diagnostyczne. Ułatwia to wymianę uszkodzonych czujników, ponieważ zapisane ustawienia mogą być automatycznie przenoszone na nowe czujniki podczas pracy. IO-Link może być zintegrowany z dowolną siecią niezależnie od magistrali obiektowej poprzez połączenie punkt-punkt i standardowe 3-żyłowe okablowanie. Master IO-Link może być również wykorzystywany do obsługi zarówno czujników IO-Link, jak i konwencjonalnych sygnałów przełączających z tradycyjnych czujników. Ponadto czujniki IO-Link można podłączyć do standardowych wejść cyfrowych. Poniżej 8 największych przewag, które wnosi zastosowanie IO-Link.
1. Standaryzacja
IO-Link to standard komunikacji do łączenia inteligentnych czujników i urządzeń wykonawczych z systemem automatyki. System IO-Link składa się z połączenia „point-to-point” między urządzeniem IO-Link a urządzeniem głównym. IO-Link Master ustanawia połączenie między urządzeniami IO-Link a systemem automatyki.
Zalety płynące z użytkowania:
- przechowywanie danych,
- zdalna parametryzacja,
- rozszerzona diagnostyka,
- zmniejszone okablowanie.
Animacja prezentująca działanie IO-Link:
2. Serwer przechowywania danych/parametrów
Parametry mogą być przechowywane w IO-Link Master, który umożliwia automatyczną konfigurację urządzeń IO-Link. Ułatwia to szybką i łatwą wymianę wadliwych lub uszkodzonych czujników (od IO-Link 1.1), co zmniejsza przestoje i koszty konserwacji.
Doskonale pokazuje to opis sytuacji w jednej z firm. W zakładzie zostały zainstalowane czujniki IO-Link 1.1. Również aktywowano przechowywanie danych na odpowiednich portach głównych w momencie instalacji. W takim przypadku jeśli urządzenie IO-Link wymaga wymiany można podłączyć urządzenie tego samego typu i automatycznie skonfigurować je z portu głównego wraz z odpowiednimi parametrami.
3. Konfiguracja i parametryzacja
Do konfiguracji systemu IO-Link wymagane są narzędzia konfiguracyjne. Narzędzia konfiguracyjne IO-Link od głównych producentów mogą odczytywać IODD – czyli pliki konfiguracyjne. Najważniejsze zadania narzędzi konfiguracyjnych IO-Link to:
- Przypisywanie urządzeń do portów master.
- Przypisywanie adresów (adresów I/O danych procesowych) do portów w zakresie adresów mastera.
- Parametryzacja urządzeń IO-Link.
Podłączone urządzenia można również diagnozować. Narzędzia konfiguracyjne IO-Link zapewniają przejrzystą reprezentację systemu IO-Link aż do poziomu magistrali.
4. Różne typy danych
Z IO-Link są dostępne trzy typy danych:
- Dane procesowe/dane cykliczne – informacja (np. temperatura, odległość itp.), którą urządzenie powinno dostarczyć bądź zmierzyć.
- Dane serwisowe – nie są powiązanie z danymi procesowymi. Również nazywane są danymi acyklicznymi (producent, numer modelu itp.).
- Dane zdarzenia – składają się z powiadomień lub wskaźników, które są tworzone w przypadku wystąpienia zdarzenia krytycznego. Przykładem takich zdarzeń jest np.: źle podłączony czujnik, brak komunikacji lub przerwa w obwodzie.
5. IODD: Opis urządzenia IO
Opis urządzenia, znany jako plik IODD, jest dostępny dla każdego urządzenia. Taki plik można znaleźć zazwyczaj na stronie producenta.
IODD zapewniają różnorodne informacje na temat integracji systemu, w tym:
- właściwości komunikacyjnych,
- parametrów urządzenia z zakresem wartości i wartością domyślną,
- dane identyfikacyjne, procesowe i diagnostyczne,
- dane urządzenia,
- opis tekstowy,
- obraz urządzenia i logo producenta.
Struktura IODD jest taka sama dla każdego urządzenia od każdego producenta. Narzędzia konfiguracyjne IO-Link producentów głównych zawsze wyświetlają strukturę IODD w ten sam sposób. Gwarantuje to taką samą funkcjonalność dla wszystkich urządzeń IO-Link, niezależnie od producenta.
6. Zredukowane i uproszczone okablowanie
Istnieje wiele sposobów w jaki IO-Link zmniejsza lub uproszcza okablowanie:
- Używając nieekranowanych standardowych kabli 3- lub 5-żyłowych;
- Dzięki zastosowaniu wzorca IP67, który wymaga mniej miejsca w szafach sterowniczych i skraca czas okablowania;
- Dzięki zastosowaniu cyfrowych i analogowych kolektorów danych, tak zwanych koncentratorów wejść/wyjść (I/O hubs), które skracają czas potrzebny do okablowania wewnątrz i na zewnątrz szafy sterowniczej;
7. Walidacja urządzenia
Sprawdzanie poprawności podłączonego urządzenia pozwala użytkownikowi wybrać, czy port w IO-Link master działa z dowolnym czujnikiem, czy tylko z określonym typem czujnika. Sprawdzanie poprawności można ustawić na numer seryjny czujnika.
Dobrym przykładem użycia jest przypadek, gdy programista systemu chce, aby czujnik odległości 1 działał tylko na porcie 1. Można to osiągnąć dzięki sprawdzeniu poprawności urządzenia. Zapobiegnie to możliwym błędom i problemom z komunikacją podczas regularnej konserwacji. Jeśli urządzenie zostanie podłączone niepoprawnie to zaświeci się czerwona dioda LED na masterze, a master nie nawiąże stałej komunikacji z urządzeniem.
8. ISDU: Index Service Data Unit
Dane procesowe są przesyłane cyklicznie do/z urządzenia IO-Link za pośrednictwem magistrali komunikacyjnej. Z drugiej strony dane parametrów muszą być jawnie przesłane ze sterownika PLC lub wysłane do niego. W tym celu została zdefiniowana ISDU. Istnieje kilka sposobów odczytu/zapisu ISDU za pośrednictwem interfejsów i klientów takich jak PLC. Każda wiadomość może zawierać jedno polecenie, wiele poleceń o tym samym rozmiarze obszaru danych lub polecenia o różnych rozmiarach obszaru danych. ISDU upraszcza programowanie i oferuje więcej możliwości konfigurowania urządzeń podczas pracy.
