根据IO-Link社区联盟,IO-Link是第一个用于与工业传感器和执行器通信的标准化I/O(输入/输出)技术(IEC 61131-9),该技术基于建立的三线传感器和执行器连接。尽管IO-Link技术在欧洲得到了广泛的接受和实施,但它在美国的使用却没有那么广泛,尽管它对原始设备制造商和终端用户都有一些明显的优势。
要了解更多关于IO-Link的信息,我们与Balluff的Shishir Rege,工业传感器,网络,连接器,HMI和安全产品的供应商连接,最近的一集“自动化世界让你的问题得到解答”播客.Balluff作为IO-Link的知识资源定位良好,因为该公司自2009年以来一直在提供以IO-Link为特色的产品。
在我们的讨论中,Rege指出IO-Link开发背后的主要驱动因素之一是现有的信号通信技术- 4- 20ma模拟信号-用于常见的工业设备,如接近开关和光电传感器。Rege说,4-20mA通信方法“没有诊断”。“我们认为一切正常,直到过程停止,然后我们发现了问题。”
驱动IO-Link开发的另一个问题是不同工业设备使用的不同类型的电缆和电线集。“二元设备将使用标准的二进硅到三线未屏蔽电缆,而模拟设备将使用两根,三个甚至四线非屏蔽电缆,”Rege表示。“如果您有一个复杂的设备,就像带有一些数字信号的压力传感器一样,那么需要不同类型的电缆,从两到六根线上的任何位置。”
当使用的设备对线缆的要求不同时,对oem和终端用户来说配置起来都比较困难。它需要保持不同类型的电缆库存,以确保在故障情况下最小的停机时间。
Rege表示,IO-Link Consortium成立以解决这些问题,并开发一个统一的设备级通信方法,既易于实现,并拥有更多内置的诊断。结果是IO-Link-一种用于设备级别的点对点通信技术。“这就像工业自动化的USB,因为它独立于控制级别网络,无论您使用哪种协议,”他说。“IO-Link对控制网络或现场总线是透明的,因为每个IO-Link设备与驻留在网关模块上的主端口通信,该网关模块将设备的数据达到控制级别。”
IO-Link处理三种类型的数据,Rege解释说:
- 工艺数据-开/关信号、离散传感器数据、测量值等;
- 参数数据-配置数据,工程单位;和
- 事件数据—来自传感器的数据;例如,当光电传感器指示应用程序上的光强度发生变化时。
对于oem来说,IO-Link的优势包括降低构建成本、更快的调试时间、减少网络节点和更多的诊断。Rege表示:“IO-Link还使原始设备制造商能够集成更复杂的设备,使他们的系统脱颖而出,为下一代机器做好准备。”
Rege表示,对终端用户来说,oem所面临的所有问题都是有利的,但对终端用户来说,停机时间和对工厂车间的可见性才是最关键的。IO-Link通过缩短或完全消除停机时间来解决停机问题,这是由于它提供了高水平的诊断,并有助于调试。例如,如果你有一个短路的离散传感器,IO-Link将识别它的确切位置,这意味着没有人需要用万用表寻找它。”此外,使用IO-Link传感器,设备更智能,可以提供更多的警报和诊断,以便维护人员可以通知潜在的问题,如压力过高,或电流不足等。这样,维护人员就可以以一种预防性的方式进行计划,而不是等待问题发生。基于IO-Link的系统还具有自动设备更换配置的特点,因此当你更换一个复杂的设备时,你可以自动配置它,从而节省大量时间,而不必保存详细配置设备的备忘单。”
当提到设置的便利性时(这是终端用户的一个大问题),rege指出没有与IO-Link设置或维护相关的编程。然而,他澄清了从IO-Link作为数据流到达PLC或控制器的参数和处理数据需要被赋予意义,以便控制器理解它。这可以通过基本的数据映射来实现,但最有效的方式是“使用功能块或附加指令自动映射这些数据,”他说。“IO-Link设备制造商经常将其作为产品的一部分,以方便集成。”
考虑到IO-Link的明显好处,我问雷吉是否有任何缺点。他说,首先,重要的是要认识到“IO-Link是点对点通信;它不是一个网络。它不是一个信号传输;这就是数据通信。这意味着从传感器到控制器会有一定的时间延迟。这个延迟可以是2-5毫秒。我的建议是:如果您当前的网络运行在10-15ms范围内,那么IO-Link很适合。如果它的运行时间小于5毫秒,那么IO-Link的使用将取决于应用程序的更新速度有多关键。根据我的经验,80-90%的数据不需要那么快地更新,所以IO-link可以用于绝大多数应用程序。”