Integrujte IO-Link senzory pomocou mastra SIG200 | SICK
IO-Link od SICK | Väčšina dnešných senzorov už v sebe má integrovaný IO-Link, aj keď na prvý pohľad vyzerajú ako „obyčajné“ snímače. Využiť ich potenciál naplno znamená integrovať zabudovaný IO-Link tak, aby sme získali aj ďalšie, napríklad diagnostické informácie. Výhodou je, že na zapojenie IO-Link senzorov nie je nijako zložité. Pomôže nám s tým IO-Link master SIG200 od spoločnosti SICK.
Súčasné "chrbticové fieldbus siete", teda najmä Profinet, Profibus alebo EtherNet/IP™, komunikujú efektívne na veľké vzdialenosti. Integrácia do koncových zariadení je však limitovaná veľkosťou komunikačných modulov.
Pokiaľ by sme chceli dostať Profinet komunikáciu do miniatúrneho senzora, je to prakticky nemožné.
Práve tento problém rieši komunikácia IO-Link, ktorá je šitá na mieru komunikácii na posledných niekoľkých metroch, teda od senzora k zbernici a ďalej ku komunikačnému uzlu s chrbticovou fieldbus sieťou.
Pretože samotný IO-Link čip je možné integrovať aj do veľmi malých zariadení (optické snímače, indukčné snímače od Ø3mm a pod.), a na komunikáciu používa rovnaký kábel ako pre napájanie a výstupný signál, nie je miesto inštalácie zaťažené žiadnym dodatočným hardvérom. Napriek tomu je možné prostredníctvom IO-Linku získať detailné informácie o zopnutom výstupe, vnútornej teplote, vibráciách, prevádzkových hodinách, zašpinení šošovky snímača a mnoho ďalších diagnostických dát. Za IO-Link sa ani neplatia žiadne licenčné poplatky a jedná sa o otvorenú platformu, ktorá je prístupná všetkým výrobcom komponentov priemyselnej aizácie.
IO-Link funguje ako obojsmerná point to point komunikácia, a preto môžeme údaje zo zariadenia nielen vyčítať, ale aj vzdialene nahrávať.
Na prenos dát nie je potrebné žiadne externé komunikačné vedenie, stačí senzor zapojiť bežným priemyselne štandardizovaným káblom. Jeho integrácia je preto jednoduchá na nových, ale aj pri rozšírení existujúcich strojov.
Celkom je možné využiť až 4 druhy prenosov, prvé dva zasiela zariadenie aicky a opakovane, posledné dva len na vyžiadanie.
- Procesné dáta – cyklická informácia od zariadenia o poslednom známom stave (napríklad nameraná hodnota)
- Status hodnoty – cyklická informácia o pravdivosti hodnoty procesných dát
- Dáta zariadenia – acyklické informácie, ako sú parametre senzora alebo diagnostické informácie
- Udalosti – acyklické informácie, napríklad chybové hlášky pri poruche
Bránou na prepojenie senzorov je IO-Link master
Medzičlánok, ktorý sprostredkuje IO-Link komunikáciu ďalej do PLC a „preloží“ ju pre ďalšiu sieť (napr. Profinet), sa nazýva IO-Link master. Ten môže mať mnoho podôb. Pre lokálnu konfiguráciu senzorov v PC to bude malá krabička s USB káblom, senzory je však možné zapojiť priamo cez rozširujúcu kartu do PLC. Najvýhodnejšia z hľadiska káblového usporiadania je potom podoba IO-Link mastera ako distribučného bloku, do ktorého zapojíme ostrovy senzorov z rôznych častí stroja a ďalej už s nimi môžeme komunikovať po súčasnej nami preferovanej sieti.
Takým IO-Link masterom je aj SIG200 od spoločnosti SICK. Robustné kovové puzdro na prvý pohľad vyzerá ako štandardný priemyselný distribučný blok so štyrmi portami M12, pričom môže fungovať aj ako bežný zlučovač binárnych signálov. Pokiaľ ale chceme využiť jeho plný potenciál, je možné pomocou neho odosielať a zapisovať IO-Link dáta pripojených senzorov a to buď lokálne alebo z akéhokoľvek PLC pripojeného na priemyselnú zbernicu. Prakticky je potom možné iba IO-Linkovými senzormi osadiť stroj a pripojiť káble.
Samotnú konfiguráciu snímačov, nastavenie spínacích bodov alebo vyčítanie stavu I/O už zvládneme nastaviť vzdialene.
Odpadá tak zložité nastavenie pomocou tlačidiel a otočných trimérov priamo na snímači. Hardvérové tlačidlá na snímačoch môžeme tiež na diaľku cez IO-Link uzamknúť, takže nehrozí náhodné prenastavenie senzorov nepoučenou údržbou alebo obsluhou stroja. V prípade poruchy stačí vymeniť senzor a skopírovať doň uloženú konfiguráciu z PLC.
SICK IO-Link master SIG200 toho ale vie oveľa viac. Pokiaľ si predstavíme menší jednoúčelový stroj, kde nie je cenovo výhodné použitie PLC, môžeme aplikáciu vyriešiť pomocou logického editora priamo na palube SIG200. Ten ponúka predpripravené logické bloky, ako sú napríklad počítadlo, funkcie oneskorenia, logické hradlá AND, OR a pod. Výsledok tejto logickej operácie je možné opäť poslať ďalej ako informáciu pre iný stroj alebo PLC, ale možno ju aj nadviazať na jeden z binárnych výstupov, kde môže byť zapojený aktuátor, napríklad v podobe signalizačného majáka. Podobne je možné vstupy rozšíriť pomocou ovládacích tlačidiel alebo signálov z iných zariadení. Informácie o senzoroch je možné spracovať aj pomocou REST API po sieti Ethernet.
V prípade nutnosti použitia viacerých vstupov sa dajú IO-Link mastre kaskádovať, alebo na jeden z portov pripojiť ďalší distribučný blok SIG100, ktorý má ďalších 6 portov konfigurovateľných ako vstupy alebo výstupy pre binárne signály. Pomocou SIG100, pripojeného do IO-Link mastera je možné navyše vzdialene získať informáciu o stave senzorov, ktoré v sebe nemajú zabudovaný IO-Link (napríklad obyčajný indukčný snímač).
Prečítaj si taktiež: Smart sensors SICK – 4 dimenzie chytrej senzoriky
Analýza dát na sieti
Spracovanie dát z IO-Link senzorov ale nemusí končiť v IO-Link mastri a PLC. Vzdialený prístup k informáciám zo všetkých zariadení poskytuje softvér FieldEcho, ktorý spoločnosť SICK vyvinula na mieru potrebám Priemyslu 4.0. Pomocou SW FieldEcho je možné zbierať a vyhodnocovať dáta o všetkých IO-Link zariadeniach, napríklad aj z viacerých výrobných hál naraz. Z jedného miesta si tak ľahko zobrazíme stavy jednotlivých strojov, ich výkon a poruchy. Tieto zariadenia je možné na diaľku aj parametrizovať, aicky posielať informáciu o nutnosti údržby, alebo využiť databázu pre podnikový ERP systém.
