IO-Link基礎知識

IO-Link基礎知識

本節提供IO-Link的簡明易懂的概述,包括其特性和優勢。

什麼是IO-Link?

O-Link 是一種工業介面標準 (IEC 61131-9),用於連接感測器和執行器。這種通訊技術能夠交換各種類型的數據,而這些數據以前需要在感測器層級逐一手動管理,這與工業物聯網 (IIoT)) 的概念相符。

  • IO-Link網路圖

IO-Link相容的感測器與致動器稱為「IO-Link」裝置,這些裝置可透過「IO-Link」主站連接至各種工業網路,例如 EtherNet/IP、EtherCAT、PROFINET、Modbus TCP、CC-Link IE TSN、CC-Link IE Field 及 CC-Link IE Field Basic。
感測器與致動器以點對點方式連接至IO-Link主控器,並透過工業乙太網路連接至 PLC 等控制器。

觀點

透過存取來自感測器和執行器的各種數據來加速工業物聯網 (IIoT)發展。
這項技術使工廠能夠實現物聯網,首先從生產線上的感測器級IO-Link設備開始。

主要特徵

數據採集

近年來,將類比設備的數據數位化並整合到系統中的需求日益增長。為此,傳統設備正被IO-Link設備所取代。這有望減少類比數位轉換器等設備的數量或降低設備成本。

傳統上,在感測器和執行器層面,開關訊號、類比訊號和串行通訊都是分別連接的。 IO IO-Link將這些流程標準化,從而實現了更有效率的運作。
同時,與模擬 I/O 訊號使用相關的以下問題也可以解決。

  • 噪音引起的測量值變化
  • 在類比數位轉換或數位類比轉換過程中轉換錯誤
  • 調整工時

傳統設備

傳統設備
1bit
  • 開/關

IO-Link設備

IO-Link設備
最大值,32位元組
  • 開/關
  • 可透過IO-Link取得的感測器訊息
流程數據 價值狀態 設備數據 事件
  • 測量值(壓力、流速、溫度、距離等)
  • 開/關訊號
  • 數據因感測器而異。
  • 過程資料的有效性
  • 參數
  • 模型
  • 供應商名稱
  • 序號等。
  • 維護資訊
  • 錯誤、警告等。

觀點

這使得以前無法獲取的數據能夠可視化,並能夠檢測系統異常和故障。

提高機器和設備維護效率

由於參數一旦設定就可以備份到IO-Link主站,因此如果將IO-Link設備更換為相同型號的設備,就可以避免出現型號錯誤等問題。
此外,更換IO-Link設備時,可從IO-Link Link 主站匯入設定訊息,無需進行微調。
IO-Link主控器不僅可以備份每個IO-Link設備的設定文件,還可以備份各種參數調整後的設定資訊。
如果將IO-Link設備更換為相同型號的設備,則可以恢復設定訊息,避免出現與先前不同的資訊。

節省時間和預測性維護

在工廠裡,生產線和設備上運行著成千上萬個感測器和執行器,而IO-Link使得在控制器層級監控和設定來自許多感測器和執行器的資訊成為可能,而這些資訊在過去是無法集中管理的。

左側顯示了感測器可以透過IO-Link通訊處理的數據。

  • IO鏈路維護圖

IO-Link通訊處理的資料類型

流程數據 接收到的光照量、距離、溫度等。
地位 感測器狀態
範圍 供應商名稱、型號、序號等。
活動訊息 維護資訊、錯誤

更換批次或類型時,可透過PLC執行批次感測器設定和I/O檢查,更換感測器時可從IO-Link Master匯入設定資訊。因此,可縮短設備啟動和維護時間。

近年來,為了偵測設備故障跡象,對「預防性維護」的需求日益增長。許多IO-Link設備都預先安裝了這些功能,因此可以輕鬆建立「預防性維護」系統。

觀點

IO-Link可縮短設備啟動和維護時間。
這意味著可以透過PLC執行批量感測器設定和I/O檢查。此外,自動恢復功能允許從IO-Link主站導入更換前傳感器的相同設置,因此只需接線即可完成維護。

IO-Link設備的數量和類型

截至 2019 年底,IO-Link設備數量已達 1,600 萬台。
節點數量在兩年內大約翻了一番,從 2017 年底的 810 萬個增加到現在的 810 萬個。
IO-Link設備種類繁多。
例如:光電感測器、位移感測器、開關、RFID、執行器(驅動裝置)、蜂鳴器、指示燈等。

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