기초 지식의 IO-Link

기초 지식의 IO-Link

이 섹션에서는 ‘IO-Link ’의 개요와 주요 기능 및 장점을 알기 쉽게 설명합니다.

IO-Link 센서와 액추에이터를 연결하는 산업용 인터페이스 표준(IEC 61131-9)입니다. 이 통신 기술은 IIoT에 따라, 기존에는 센서 수준에서 일일이 수동으로 관리되던 다양한 유형의 데이터를 교환할 수 있게 해줍니다.

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IO-Link 호환되는 센서와 액추에이터를 ‘IO-Link 디바이스 ’라고 하며, 이는 ‘IO-Link 마스터 ’를 통해 EtherNet/IP, EtherCAT, PROFINET, Modbus TCP, CC-Link IE TSN, CC-Link IE Field 및 CC-Link IE Field Basic과 같은 다양한 산업용 네트워크에 연결됩니다.
센서와 액추에이터는 IO-Link 마스터에 지점 간(point-to-point) 방식으로 연결되며, 산업용 이더넷을 통해 PLC와 같은 컨트롤러에 연결됩니다.

최근 몇 년간 아날로그 장치의 데이터를 디지털화하여 시스템에 통합해야 할 필요성이 점점 더 커지고 있습니다. 이를 위해 기존 장치를 IO-Link 디바이스로 대체하고 있습니다. 이를 통해 A/D 변환기 등의 장치 수를 줄이거나 장치 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대됩니다.

기존에는 센서 및 액추에이터 수준에서 ON/OFF 신호, 아날로그 신호, 직렬 통신이 각각 별도로 배선되었습니다. IO-Link는 이러한 프로세스를 표준화하여 보다 효율적인 작동을 가능하게 합니다.
동시에, 아날로그 I/O 신호 사용과 관련된 다음과 같은 문제들도 해결할 수 있습니다.

• 잡음으로 인한 측정값의 변화
• A/D 또는 D/A 변환 중 발생하는 변환 오류
• 인력 투입 시간 확대

한 번 설정된 매개변수는 IO-Link 마스터에 백업할 수 있으므로, IO-Link 디바이스를 동일한 모델의 제품으로 교체할 경우 모델 오류와 같은 문제를 방지할 수 있습니다.
또한, IO-Link 디바이스를 교체할 때 IO-Link 마스터에서 설정 정보를 가져올 수 있으므로, 미세 조정이 필요하지 않습니다.
IO-Link 마스터는 각 IO-Link 디바이스의 프로필뿐만 아니라, 다양한 매개변수 조정 후의 설정 정보도 백업할 수 있습니다.
IO-Link 디바이스을 동일한 모델로 교체할 경우, 설정 정보를 복원하여 이전과 다른 정보가 적용되는 것을 방지할 수 있습니다.

공장 내 생산 라인과 장비에는 수천 개의 센서와 액추에이터가 작동하고 있으며, IO-Link를 통해 과거에는 중앙에서 관리할 수 없었던 수많은 센서와 액추에이터의 정보를 컨트롤러 수준에서 모니터링하고 설정할 수 있게 되었습니다.

IO-Link 통신에서 처리할 수 있는 센서별 데이터는 왼쪽에 표시되어 있습니다.

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로트나 품종을 변경할 때 PLC에서 배치 센서 설정 및 I/O 점검을 수행할 수 있으며, 센서를 교체할 때는 IO-Link 마스터에서 설정 정보를 가져올 수 있습니다. 그 결과, 장비 시동 및 유지보수 시간을 단축할 수 있습니다.

최근 몇 년간 장비 고장의 징후를 조기에 파악하기 위한 “예방 정비”의 필요성이 점점 더 커지고 있습니다. 많은 IO-Link 디바이스 제품에는 이러한 기능이 기본으로 탑재되어 있어, “예방 정비” 시스템을 손쉽게 구축할 수 있습니다.

2019년 말 기준 1,600만 개의 IO-Link 디바이스가 있습니다.
노드 수는 2017년 말 810만 개에서 2년 만에 약 두 배로 증가했습니다.
IO-Link 디바이스의 종류는 매우 다양합니다.
예: 광전 센서, 변위 센서, 스위치, RFID, 액추에이터(구동 장치), 부저, 표시등 조명 등.