ความรู้พื้นฐาน ของ IO-Link

ความรู้พื้นฐาน ของ IO-Link

ส่วนนี้ให้ภาพรวมที่เข้าใจง่ายเกี่ยวกับ IO-Link รวมถึงคุณสมบัติและประโยชน์ของมัน

IO-Link เป็นมาตรฐานอินเทอร์เฟซอุตสาหกรรม (IEC 61131-9) ที่ใช้เชื่อมต่อเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์ เทคโนโลยีการสื่อสารนี้ช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลประเภทต่าง ๆ ซึ่งเดิมต้องจัดการด้วยมือทีละรายการ ที่ระดับเซ็นเซอร์ ตามมาตรฐาน IIoT

• 

IO-Link เซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์ที่เข้ากันได้เรียกว่า อุปกรณ์ IO-Link ซึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่ายอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น EtherNet/IP, EtherCAT, PROFINET, Modbus TCP, CC-Link IE TSN, CC-Link IE Field และ CC-Link IE Field Basic ผ่าน IO-Link Master
เซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์ถูกเชื่อมต่อกับ IO-Link Master แบบจุดต่อจุด (point-to-point) และถูกเชื่อมต่อกับตัวควบคุม เช่น PLC ผ่านเครือข่ายอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความต้องการในการแปลงข้อมูลจากอุปกรณ์แบบอนาล็อกให้เป็นรูปแบบดิจิทัลและนำข้อมูลดังกล่าวไปใช้ในระบบได้เพิ่มสูงขึ้น เพื่อบรรลุวัตถุประสงค์นี้ อุปกรณ์แบบดั้งเดิมจึงถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์แบบดิจิทัล-อนาล็อก (อุปกรณ์ IO-Link) ซึ่งคาดว่าจะช่วยลดจำนวนอุปกรณ์ เช่น ตัวแปลงสัญญาณ A/D หรือลดต้นทุนของอุปกรณ์ได้

ตามแบบดั้งเดิม ที่ระดับเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์ สัญญาณ ON/OFF สัญญาณอนาล็อก และการสื่อสารแบบซีเรียล จะถูกเชื่อมต่อแยกกัน มาตรฐาน IO-Link ได้กำหนดมาตรฐานกระบวนการเหล่านี้ ทำให้การดำเนินงานมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ในขณะเดียวกัน ปัญหาต่อไปนี้ที่เกี่ยวข้องกับการใช้สัญญาณ I/O แบบอนาล็อกก็สามารถแก้ไขได้เช่นกัน

• การเปลี่ยนแปลงค่าที่วัดได้เนื่องจากสัญญาณรบกวน
• แก้ไขข้อผิดพลาดระหว่างการแปลง A/D หรือ D/A
• การปรับขนาดชั่วโมงทำงาน

เนื่องจากค่าพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้แล้วสามารถสำรองข้อมูลไปยัง IO-Link Master ได้ จึงสามารถหลีกเลี่ยงปัญหา เช่น การเลือกแบบผิดได้ หากเปลี่ยน อุปกรณ์ IO-Link เป็นเครื่องรุ่นเดียวกัน
นอกจากนี้ เมื่อเปลี่ยนเครื่องตัดแบบ อุปกรณ์ IO-Link สามารถนำข้อมูลการตั้งค่าจากเครื่องตัดแบบ IO-Link Master มาใช้ได้ จึงไม่จำเป็นต้องปรับแต่งเพิ่มเติม
IO-Link Master ไม่เพียงแต่สามารถสำรองข้อมูลโปรไฟล์ของ อุปกรณ์ IO-Link แต่ละเครื่องได้ แต่ยังสามารถสำรองข้อมูลการตั้งค่าหลังจากการปรับพารามิเตอร์ต่าง ๆ ได้อีกด้วย
หากเปลี่ยน อุปกรณ์ IO-Link เป็นรุ่นเดียวกัน ข้อมูลการตั้งค่าสามารถถูกกู้คืนได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดข้อมูลที่แตกต่างจากเดิม

ในโรงงาน มีเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์หลายพันตัวที่ทำงานบนสายการผลิตและอุปกรณ์ต่าง ๆ และเทคโนโลยีการควบคุมแบบกระจาย (IO-Link) ช่วยให้สามารถติดตามและตั้งค่าข้อมูลจากเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์จำนวนมาก ซึ่งในอดีตไม่สามารถจัดการแบบรวมศูนย์ได้ ที่ระดับตัวควบคุม

ข้อมูลที่ระบบ การสื่อสาร IO-Link สามารถจัดการได้ แสดงอยู่ด้านซ้ายสำหรับเซ็นเซอร์หนึ่งตัว

• 

เมื่อเปลี่ยนล็อตหรือประเภท สามารถปรับตั้งค่าเซ็นเซอร์แบบแบตช์และตรวจสอบ I/O ได้จาก PLC และสามารถนำข้อมูลการตั้งค่าจาก IO-Link Master มาใช้ได้เมื่อเปลี่ยนเซ็นเซอร์ ซึ่งช่วยลดเวลาในการเริ่มต้นใช้งานและบำรุงรักษาอุปกรณ์ได้

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความต้องการในการ "บำรุงรักษาเชิงป้องกัน" เพื่อตรวจหาสัญญาณของความล้มเหลวของอุปกรณ์ได้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ระบบจัดการอุปกรณ์ (อุปกรณ์ IO-Link) หลายระบบมาพร้อมกับฟังก์ชันเหล่านี้ตั้งแต่ต้น ทำให้สามารถสร้างระบบ "บำรุงรักษาเชิงป้องกัน" ได้อย่างง่ายดาย

ณสิ้นปี 2019 มีผู้ใช้ อุปกรณ์ IO-Link จำนวน 16 ล้านคน
จำนวนโหนดได้เพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าในระยะเวลาสองปี จาก 8.1 ล้านโหนด ณ สิ้นปี 2017
อุปกรณ์ IO-Link มีหลากหลายประเภท
ตัวอย่าง: เซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริก, เซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่, สวิตช์, RFID, แอคชูเอเตอร์ (อุปกรณ์ขับเคลื่อน), บัซเซอร์, ไฟ ไฟแสดงสถานะ, เป็นต้น