Hay un protocolo de comunicación que está ganando silenciosamente seguidores y cuota de mercado. Se llama IO-Link y está diseñado para facilitar la conexión de sensores y actuadores en el nivel más bajo de la jerarquía de automatización. Eso está debajo de DeviceNet , debajo de Profibus, y solo un paso sobre el cableado directo al controlador de automatización.
Hace treinta años, sensores como Photoeyes, Prox Switch y el resto eran extremadamente simples. Hoy, como todo lo demás, tienen mucha más sofisticación y flexibilidad. Eso significa una configuración más compleja y más datos disponibles: diagnósticos, alarmas y estado. IO-Link está diseñado para este tipo de sensores avanzados.
IO-Link está construido con algunas características bastante únicas. Utiliza conectores y cableado estandarizados, lo que elimina el cableado problemático y que requiere mucha mano de obra de sensores y actuadores. Los dispositivos se conectan directamente al dispositivo IO-Link Master mediante el cableado punto a punto, no al cableado orientado al bus, como un dispositivo Profibus o DeviceNet. El reemplazo de dispositivos es una de sus características más impresionantes. El IO-Link Master registra la configuración de sus dispositivos y los vuelve a parametrizar automáticamente cuando se reemplaza uno.
Tradicionalmente, la mayoría de los sensores digitales y analógicos están conectados a los controladores utilizando algún tipo de módulo de acondicionamiento físico que digitaliza la señal discreta o analógica y la pone a disposición de un controlador. Algunos de estos módulos de acondicionamiento se conectan directamente al controlador, mientras que otros se conectan a algún acoplador de bus que hace que la señal de datos digitales esté disponible a través de un dispositivo DeviceNet, Profibus, EtherNet/IP o Profinet IO .
Puedes encontrar muchos de estos tipos de módulos. Vienen en todas las formas, tamaños y configuraciones porque hay una variedad infinita de sensores. Hay módulos para conectar sensores analógicos con varios tipos de resoluciones (8, 10, 16 bits), módulos con entradas de un solo extremo, módulos con entradas diferenciales, módulos con entradas RTD, módulos para corriente y módulos para voltaje. Endless no describe la variedad de módulos disponibles.
Conectar un sensor a estos módulos no es sin una serie de dolores de cabeza. Necesitará la cantidad correcta de módulos con el tipo correcto de entradas que coincidan con la cantidad de sensores. A menudo, necesitará un sensor más que el que está disponible en los módulos que tiene. Deberá asegurarse de tener suficiente cable para conectar cada sensor al módulo de acoplador de bus, y deberá asegurarse de que no lo haga. Terminar mal los sensores a las tarjetas de E/S. Por supuesto, tendrá que ver dónde canaliza los cables. Coloque los cables de sus sensores cerca de señales de potencia o alto voltaje y se arriesgará a perder datos de manera intermitente.
IO-Link elimina estos problemas, especialmente los problemas de señal, con el cableado analógico. La entrada analógica a conversión digital (o salida digital a analógica) se produce directamente en el sensor, no en el acoplador de bus o el controlador. Ya no corre el riesgo de la interrupción o degradación de la señal debido a sus terminaciones, rutas de cables o debido a problemas de interferencia.
Hay muchas ventajas para IO-Link:
- Instalación rápida mediante cables estándar y conectores M5, M8 o M12.
- Configuración uniforme y estandarizada, sin importar qué tipo de sensor IO-Link esté integrando.
- Reemplazo automático del dispositivo cuando reemplaza un sensor con un modelo idéntico.
- Acceso estandarizado y uniforme a los datos de diagnóstico, configuración y servicio, como la identificación del dispositivo y el número de serie.
- Soporte para entradas analógicas, salidas analógicas, entradas digitales, salidas digitales y dispositivos serie en el mismo puerto del maestro IO-Link.
- Especificación estable, ya que IO-Link es un estándar internacional abierto (IEC 61131-9).
- El manejo integrado de eventos con transmisión de eventos ocurre independientemente de la transmisión cíclica de datos de proceso normales.
- Operación plug-n-play con el IO-Link Device Master que se ajusta automáticamente a la velocidad en baudios que admite el sensor.
- Conectividad del dispositivo serie a través del mismo conector y cable.
- Detección automática de rotura de cable.
IO-Link admite tres tipos de intercambio de datos. Procese datos con 2 a 32 bytes de datos y tiempos de ciclo tan bajos como 2 ms. Datos de servicio: un usuario puede solicitar diagnósticos y datos detallados del dispositivo (identidad, números de serie y más). Por último, los eventos, las alarmas o la información del sensor que deben informarse de inmediato sin esperar un mensaje de solicitud de servicio.
El dispositivo maestro IO-Link
Muchos proveedores ofrecen dispositivos IO-Link Master. Estos dispositivos conectan un dispositivo IO-Link Sensor a un controlador. Los maestros IO-Link pueden ser parte de un controlador o pueden existir como E/S remotas. Como E/S remotas, se ofrecen con varios tipos de interfaces de controlador, incluidos buses de sensores como DeviceNet y Profibus DP, y redes Ethernet como EtherNet/IP y Profinet IO.
Los dispositivos IO-Link Master proporcionan cierto número de puertos, cada uno de los cuales está conectado a un solo dispositivo sensor IO-Link. En un ciclo de alimentación, el dispositivo IO-Link Master establece la comunicación al intentar la conexión en las tres velocidades en baudios de IO-Link compatibles (4.8K, 38.4K, 230.4K) y adaptarse a la velocidad en baudios que tiene éxito.
Los maestros IO-Link tienen puertos con 3 pines, 4 pines o 5 pines. Los puertos estándar de 3 pines se utilizan para los dispositivos de sensor IO-Link típicos. Los dispositivos de 4 pines se utilizan cuando el dispositivo requiere alimentación del dispositivo IO-Link Master. Se pueden proporcionar hasta 200 mA en ese cuarto pin. Los puertos de 5 pines se utilizan para los actuadores. Los dos pines adicionales están disponibles para funciones especiales según lo definido por el fabricante del dispositivo IO-Link Master.
Archivo de descripción de dispositivo (IODD)
Cada dispositivo viene con un archivo de descripción de dispositivo IO-Link (IODD). El archivo de descripción del dispositivo contiene información sobre el dispositivo, incluida la identificación y el nombre del fabricante, el número de serie del dispositivo, la velocidad en baudios admitida y una descripción de los datos proporcionados por el sensor o el actuador.
Organización y Pruebas de Conformidad.
IO-Link es promovido por el Consorcio IO-Link ( www.io-link.com ) y existe bajo el paraguas de Profinet International (PI), la misma organización que promueve Profibus y Profinet. El Consorcio IO-Link gestiona los Centros de Competencia IOL (IOL-CC), los centros de experiencia técnica donde los usuarios primerizos pueden obtener información, capacitación y soporte en el desarrollo de IO-Link.
A diferencia de algunos de los otros protocolos que hemos analizado en estas páginas, IO-Link no requiere una prueba de certificación. Los productos IO-Link están auto-certificados por el fabricante. Hay sistemas de prueba automatizados disponibles que validan las funciones ofrecidas por los dispositivos IO-Link Masters y IO-Link. Estos sistemas de prueba realizan los casos de prueba definidos en la especificación de prueba de una manera altamente automatizada. Una vez que se completan las pruebas, un proveedor emite una declaración de conformidad del fabricante para certificar que un producto cumple con la especificación IO-Link.
Si está buscando E/S en el futuro, debe considerar IO-Link.
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