IO-Link趋势
IO-Link由领先的传感器、执行器和控制器制造商开发,他们不断致力于改进这项创新性技术,尤其关注工业中的重要趋势,以确保这项技术能够长期适合现场使用。
全球通用、独立于制造商、独立于现场总线:IO-Link技术承载着业界对它的极高要求与期望。未来,这一技术标准预计将进一步延伸至小规模、高度定制化的应用场景。为了将IO-Link标准打造为柔性、安全、智能制造理念的一项核心技术,众多制造商正在付出巨大努力。
目标是建立多样化的IO-Link技术规范,让终端用户、系统集成商和设备制造商从中获益,最终形成面向所有利益相关方的一系列设备描述文件(IODD)的统一标准,用于对现场传感器和执行器进行控制和诊断。
这些规范可分为三大类:
- 制造商特定规范,使用特定IODD文件
- 智能设备规范,使用标准化IODD文件
- 应用规范,用于特定应用场景,使用联盟IODD文件
通过这种统一标准,能够满足特定应用中对各类IO-Link设备的不同要求。这不仅可以提升用户制订计划的确定性,还能显著减少系统集成的工作量。IO-Link联盟已经明确了制订应用规范(AP)的路线图,计划在未来数年内,发布更多智能设备规范(SDP)和首批应用规范。
近年来,IO-Link已经成为成熟的传感器/执行器通信系统。为了在安全技术领域利用IO-Link,IO-Link Safety应运而生。该技术拥有多项优势,例如减少布线、所需的传统输入输出卡更少、使用模拟量测量值进行状态监测等。
要求
- 使用5针M12连接器和统一的软件工具来集成不同制造商的设备
- 使用中央FS主站来连接具有不同信号输出的设备
- 兼容现有标准(例如OSSD)
- 在端口启动期间,自动检查保存的参数、真实性和I/O数据结构
- FS主站和FS设备的时间根据自检时间确定
- 更换故障FS设备时自动传输参数
设备与IO-Link安全主站(FS主站)相连。不同制造商的设备可以通过统一的传感器/执行器接口(M12/5针)轻松集成。未来,还将使用通用软件工具来调试,以减少集成设备时的特殊网关数量。通过使用紧凑型FS主站,无需再使用大量的评估卡(输入输出卡),从而减少布线并实现简单的模拟值处理。与FS PLC的通信通过相应的FSCP域进行。
在兼容模式下,可以像以前一样使用2个独立的OSSD通道。可以选择两种模式。因此,传感器可以通过IO-Link配置,完成简单设置,然后在OSSD模式下运行,并可靠传输安全相关事件的信号。
为了确保启动后的安全运行,FS设备在端口启动期间接受FS主站的指令,以检查保存的参数、FSCP、端口数以及I/O数据结构。IO-Link根据这些自检的时间来延迟FS主站的运行就绪状态,以补偿FS设备的就绪延迟。
ifm的备选IO-Link安全产品
AL200S是ifm推出的首款面向IO-Link环境的安全产品。它是一种面向PROFIsafe并带有安全输入输出的安全IO模块,适合连接安全机械触点和OSSD传感器。
IO-Link取得成功的关键因素之一是能够利用标准化电缆轻松完成智能传感器和执行器的布线。未来,随着对快速、简单的数据交换的需求日益增长,并且参与设备数量不断增加,甚至这种简单布线的方式也不再是必需的了。在自动化领域,IO-Link、5G或Wifi 6等移动通信标准构成了实时M2M(机器对机器)通信的基础。作为由ifm参与联合创立的技术,IO-Link可实现远程访问不同的过程值,进行诊断和状态监测,而不会有任何转换损失,且完全不受控制器和现场总线影响。
IO-Link如今已实现无线连接!这可以将安装工作量降至最低。实时通信可保证在检测到过程值波动时快速响应。此外,故障部件也可在尽可能短的时间内更换,而无需进行大量的布线,从而避免停机时间过长。并且,对于自动导引车(AGV)或机器人等电缆通常会更快磨损的领域,可以避免生产停顿。
无线应用
- 过程自动化,例如机器人、无人机或AGV(高可用性、高传输速率、短距离检测)
- 非时间关键型监测,例如通过容器中的液位监测,来智能规划垃圾清运路线(在连接众多设备的情况下,数据传输量小,电流消耗低;同时在远距离通信下,仍具有高能效)
- 过程数据的诊断、参数设置和可视化,例如根据待检测的物料调整参数等(连接较少的设备,数据量大;在中短距离检测情况下传输速度中等)
目标是与标准电缆连接相比,让多达5倍的IO-Link设备与主站通信,且循环时间短于5 ms。在实践中,这意味着最多40台设备可通过无线电与主站通信。例如,RF区域内的3个主站可以同时与最多120个设备通信,且无论是周期性数据(过程数据)还是非周期性数据(要求数据),都可以发送。设备与主站之间的距离可达20 m。