Ekspansja sieci IO-Link

Firma Turck powiększyła ofertę urządzeń z interfejsem IO-Link o kolejne trzy produkty: czujniki indukcyjne, enkodery bezkontaktowe i laserowe czujniki odległości.

Posłuchaj
00:00

Rys. 1. Prosty w obsłudze master IO-Link firmy Turck: w środowisku TIA Portal wszystkie wybrane, zaawansowane parametry dotyczące danego urządzenia są wyszarzone

Urządzenia z IO-Link dostępne są na rynku od 2006 roku, jednak zainteresowanie tym interfejsem wzrasta wraz z coraz częściej poruszanym tematem koncepcji Przemysłu 4.0. Wielokrotnie poruszany spór na temat wad i zalet komunikacji IO-Link nie zmienił przekonania wielu użytkowników o korzyściach płynących z jego zastosowania. Do dziś zostało zainstalowanych około 2,2 miliona węzłów sieciowych tego interfejsu.

Tylko w latach 2013-2014 ich liczba wzrosła dwukrotnie. Użytkownicy implementujący IO-Link od razu spełniają podstawowe wymagania dla pełnej automatyzacji produkcji. Czujniki IO-Link są już przygotowane do przekazywania danych do systemu ERP wyższego poziomu. Przy wdrażaniu nowej technologii dostawca musi zadbać o wprowadzenie na rynek kompletnej oferty produktów dla każdego poziomu piramidy automatyzacji. Proces ten ma właśnie miejsce w przypadku IO-Link.

Od początku swojej historii technologia IO-Link odgrywała główną rolę w rozwoju produktów firmy Turck. Dzięki temu możemy się dzisiaj pochwalić jedną z najszerszych dostępnych na rynku ofert urządzeń wyposażonych w komunikację IO-Link: począwszy od prostych modułów sieciowych po inteligentne urządzenia obiektowe.

Ostatnim uzupełnieniem oferty są trzy typy czujników: indukcyjne czujniki uprox3, bezkontaktowy enkoder QR24 i laserowy czujnik odległości dostarczany przez firmę partnerską Banner Engineering. W przypadku wszystkich urządzeń wersja IO-Link to niesamowity zakres dodatkowych możliwości oraz znaczne uproszczenie obsługi. Technologia IO-Link zmienia prosty czujnik zbliżeniowy w urządzenie wielofunkcyjne, które ma również możliwość identyfikacji.

TRYB STANDARDOWYCH I/O: DWA USTAWIANE PROGI PRZEŁĄCZANIA

Czujniki uprox3-IOL firmy Turck mają dwa tryby pracy. W trybie IO-Link czujnik współpracuje z masterem IO-Link, natomiast w trybie standardowych I/O jest kompatybilny z tradycyjnymi wejściami dwustanowymi modułu I/O lub sterownika. W tym drugim wypadku IO-Link wykorzystywany jest tylko w celu konfiguracji. W trybie standardowych I/O czujnik może zostać ustawiony dla dwóch niezależnych punktów przełączania.

Mogą one być ustawiane w krokach co 10%, od 10 do 100 % zakresu przełączania. Przykładowo, jeżeli wcześniej był wybór tylko między wersją o zakresie 5 lub 8 milimetrów, to teraz pojedynczy czujnik BI8U może być precyzyjnie ustawiony na zakres 8 mm, 7,2 mm, 6,4 mm, aż do 0,8 mm. Funkcja ta może być szczególnie przydatna dla obiektów o dużej tolerancji w celu uniknięcia jednoczesnych uszkodzeń i błędów przełączania. Ułatwia również montaż. Użytkownik instaluje czujnik w najlepszy możliwy sposób, a dopiero później ustawia punkt przełączania.

Oba wyjścia mogą zostać ustawione niezależnie w tryb NZ lub NO oraz może zostać wybrana dla nich polaryzacja PNP lub NPN. Można też wybrać opóźnienie załączenia, jak również histerezę czujnika. Wyjścia wersji M12 czujnika uprox3-IOL są ustawione fabrycznie jako komplementarne wyjścia PNP przy zakresie przełączania 6 milimetrów. W wersji M18 dostępny jest zakres przełączania do 10 milimetrów.

Drugi punkt przełączania poza standardowymi funkcjami detekcji umożliwia użytkownikom kontrolę stanu czujnika. W tym celu punkt przełączania jest ustawiany w optymalnej odległości. Użytkownik ustawia drugi punkt przełączania w celu wykrycia zużycia się obiektu detekcji. Dzięki temu np. istnieje możliwość wymiany klocków hamulcowych przed ich całkowitym zużyciem, które może spowodować przestój maszyny.

Czujnik uprox3-IOL może pracować nie tylko w trybie IO-Link, ale również, w specjalnych przypadkach detekcji, w trybie standardowych I/O. Dzięki temu oraz wykorzystaniu funkcji opóźnienia wyłączenia można zrealizować np. kontrolę prędkości obrotowej. Czujnik jest włączony na czas pojedynczego obrotu.

Po tym czasie czujnik jest reaktywowany i obiekt powinien się ponownie pojawić przed urządzeniem. Jeżeli tak się nie stanie, wyjście czujnika zostanie wyłączone i użytkownik zdobywa informację, że prędkość nie jest już odpowiednia. Ponadto, dzięki dzielnikowi impulsów czujnik może przekazać do sterownika jeden impuls na każde 128.

TRYB IO-LINK DO ZADAŃ IDENTYFIKACJI

W trybie IO-Link czujnik uprox3-IOL współpracuje z masterem IO-Link. Część przekazywanych przez czujnik bajtów można wykorzystać do zadań jego identyfikacji. W takim wypadku uprox3 wykorzystuje drugi bajt (zawierający dane charakterystyczne dla danej aplikacji) 16-bitowego sygnału IO-Link jako numer identyfikacyjny.

Dzięki temu możliwa jest automatyczna identyfikacja urządzenia, w którym został zabudowany czujnik zbliżeniowy. Cały proces nie wymaga dodatkowej operacji, tylko odbywa się w ramach standardowej cyklicznej wymiany danych IO-Link. W razie potrzeby komunikacja IO-Link może zostać wykorzystana do odczytu kompleksowych informacji na temat ID urządzenia i tym samym aplikacji.

ZINTEGROWANA KONTROLA TEMPERATURY

Czujniki uprox3 podczas cyklicznej wymiany danych udostępniają również informację, czy temperatura pracy znajduje się powyżej lub poniżej zakresu - również w odniesieniu do wymagań użytkownika. Dokładna wartość pochodząca ze zintegrowanego czujnika pomiarowego może być przekazywana do sterownika wraz z acyklicznymi informacjami. Dzięki zintegrowanej funkcji monitorowania temperatury możliwa staje się predykcyjna kontrola stanu zużycia, czyli wczesne wykrywanie nieprawidłowości w pracy, np. problemów z chłodzeniem.

ZYSKI UŻYTKOWNIKA

Rys. 2. Dzięki interfejsowi IO-Link każdy z czujników uprox3 może być indywidualnie identyfikowany

Różne konfiguracje dają możliwość zmniejszenia liczby zastosowanych w aplikacji typów czujników, co powoduje redukcję kosztów na etapie kompletacji i magazynowania. W przyszłości możliwe będzie zamówienie jednego uniwersalnego czujnika, który za pomocą IO-Link będzie mógł być zaprogramowany zgodnie z wymaganiami aplikacji. Wersja IO-Link jest tylko nieznacznie droższa od zwykłego czujnika uprox3.

Przy czym dla użytkownika zintegrowana funkcja identyfikacji może być w przyszłości tanią nie wymagającą praktycznie żadnych prac, alternatywą dla systemów opartych o RFID czy kody kreskowe. Seria uprox3-IOL jest aktualnie dostępna w obudowach M12 i M18 w dwóch wersjach: mosiężnej chromowanej oraz pokrytej PTFE do aplikacji spawalniczych.

PIERWSZY BEZKONTAKTOWY ENKODER Z IO-LINK

Dzięki interfejsowi IO-Link absolutny enkoder firmy Turck serii QR24-IOL oferuje podobne zalety. Nowa wersja czujnika QR24 jest pierwszym bezkontaktowym enkoderem z wyjściem IO-Link. Wcześniejsze wersje stosowały ten interfejs tylko do ustawiania parametrów pracy. Wykorzystanie IO-Link również do wymiany danych, jak ma to miejsce w przypadku enkodera QR24 i laserowego czujnika odległości Q4X przynosi użytkownikowi konkretne oszczędności.

Można nareszcie zrezygnować z drogich, ekranowanych przewodów z przeplotem wymaganych przy przesyłaniu sygnałów analogowych. Interfejs IO-Link wymaga zastosowania standardowych i niedrogich przewodów 3-żyłowych. Odnosi się to również do enkodera QR24-IOL firmy Turck. W wyniku tego czujnik w tym wykonaniu jest znacznie tańszy od wersji analogowej, SSI czy z innym interfejsem cyfrowym.

DOWOLNIE USTAWIANY PUNKT ZERO

Obok zalet ekonomicznych enkoder QR24-IOL ma również inne korzystne cechy. Użytkownik może np. zgodnie z wymaganiami, samodzielnie ustawić punkt zerowy. Bez tej funkcji często niezbędne są kompromisy na etapie montażu i uruchomienia.

W efekcie podłączenie mogłoby być utrudnione a diagnostyczne diody LED kompletnie niewidoczne. Ewentualnie enkoder mógłby być podłączony bez odpowiednio ustawionego punktu zerowego. Jednak w takim wypadku istnieje konieczność uwzględnienia w sterowniku odpowiedniego współczynnika korekcji.

W skrócie

Im więcej dyskutuje się o Przemyśle 4.0, tym częściej poruszany jest temat IO-Link. Nie ma w tym nic dziwnego, bo ten interfejs komunikacyjny przynosi użytkownikowi realne korzyści. Przy odpowiednim podejściu inteligentne urządzenia IO-Link łączą w sobie efektywność kosztową z elastycznością parametrów konfiguracji. Dlatego też firma Turck rozszerzyła ofertę o kolejne trzy produkty z interfejsem IO-Link: czujniki indukcyjne uprox3, bezkontaktowe enkodery QR24 oraz laserowy czujnik odległości Q4X.

DOWOLNIE USTAWIANY PUNKT ZEROWY W ENKODERZE

Fot. 1. Parametryzacja za pomocą IO-Link jest szczególnie przydatna, gdy czujnik Q4X znajduje się w trudno dostępnym miejscu

QR24-IOL eliminuje oba wyżej wymienione kłopotliwe rozwiązania. Orientacja enkodera może być także swobodnie wybrana - zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara lub przeciwnie (CW lub CCW).

WSKAZANIA DIOD LED STANU

Enkoder serii QR24-IOL umożliwia również predykcyjną kontrolę stanu. Obok 16 bitów sygnałowych czujnik przesyła również 3 bajty stanu, które zwiększają pokrycie diagnostyczne i wskazują, czy element pozycjonujący jest poprawnie wykrywany, czy nie, lub znajduje się w strefie granicznej.

Informacje te można pozyskać za pośrednictwem sterownika wystarczająco wcześnie, aby zapobiec uszkodzeniu urządzenia i wystąpieniu błędu. Dane te są również przekazywane przez diody LED znajdujące się na enkoderze, co umożliwia zdiagnozowanie sytuacji na obiekcie i przeprowadzenie poprawnego montażu.

LASEROWY CZUJNIK ODLEGŁOŚCI SERII Q4X

Partner firmy Turck, producent komponentów fotoelektrycznych, firma Banner Engineering również wspiera rozwój produktów IO-Link. W wyniku tego w ofercie pojawił się laserowy czujnik odległości Q4X wyposażony w ten interfejs. Jest to również pierwsze urządzenie oferujące dwa tryby pracy, które dotychczas były dostępne w osobnych czujnikach: wykrywanie kontrastu oraz ustawiane odcięcie tła.

Za pomocą IO-Link użytkownik może wybrać tryb pracy (np. praca w oknie, odcięcie tła lub przedpola), jak również predyktywną kontrolę stanu za pośrednictwem wyświetlacza lub interfejsu IO-Link. Ponadto interfejs komunikacyjny znacznie ułatwia proces konfiguracji czujnika zamontowanego w trudno dostępnym miejscu.

NASTAWA PARAMETRÓW PODCZAS WYMIANY URZĄDZENIA

Fot. 2. Czujnik QR24 w wersji IO-Link pracuje niezawodnie wykorzystując tani, standardowy przewód 3-żyłowy

Zalety płynące z nastawy parametrów są w szczególności powiązane z interfejsem IO-Link w wersji 1.1. Jest on obsługiwany przez wszystkie nowe czujniki firmy Turck. W przypadku zaistnienia potrzeby wymiany master IO-Link kopiuje wszystkie parametry do nowego urządzenia.

Pracownicy nie potrzebują żadnego dodatkowego szkolenia w tym zakresie. Praca jest kontynuowana bez przestojów. Szczególnie w przypadku nieoczekiwanych awarii funkcja ta w efekcie przynosi redukcję kosztów wynikających ze skrócenia nieplanowanych przestojów.

EKSPERCKI SYSTEM IO-LINK

Użytkownicy wykorzystujący interfejs IO-Link do wymiany danych mogą korzystać z wieloletniego doświadczenia firmy Turck, która zintegrowała opcje nastaw urządzeń IO-Link w pliku GSDML dla mastera stacji TBEN-S. W ten sposób uzyskano znaczne uproszczenie procesu nastaw za pomocą PLC.

Po odczytaniu pliku GSDML z poziomu oprogramowania inżynierskiego (TIA Portal lub inne) za pośrednictwem odpowiednich portów można uzyskać dostęp do dowolnego urządzenia firmy Turck. W takiej sytuacji zbędne stało się zarówno indywidualne programowanie z PC, jak i ręczne wpisywanie danych z poziomu.

IO-LINK ZA POMOCĄ STEROWNIKA

Jest to przyjazne użytkownikowi rozwiązanie do integracji urządzeń IO-Link. Podczas wyświetlania zaawansowanych funkcji w programie TIA Portal, wszystkie wyspecyfikowane funkcje są wyszarzone. Inne parametry można wybrać poprzez rozwijane menu. Integracja za pomocą plików IODD również upraszcza tworzenie dokumentacji i uruchamianie maszyn.

Jeżeli urządzenie zostanie podłączone do niewłaściwego wejścia, jest to wykrywane przez sterownik - również gdy ma to miejsce później. Wszelkie błędy powstałe podczas uruchamiania czy serwisowania mogą zostać szybko wykryte. Od czasu zwiększenia dostępności czujników w trakcie pracy również diagnostyka stała się prostsza.

Turck
www.turck.pl

Powiązane treści
IO-Link zapewnia pełną integrację przedsiębiorstwa
Targi Automaticon 2016
Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Zasilanie, aparatura nn
UPS NETLINE RT – dla sieci, serwerów i automatyki przemysłowej
Silniki i napędy
Serwohydrauliczny napęd Bosch Rexroth zwiększa sprawność energetyczną pras do głębokiego tłoczenia
Obudowy, złącza, komponenty
277 powodów, by wybrać przyszłość bez smarowania. NOWOŚCI igus na 2025 rok
PLC, HMI, Oprogramowanie
Bosch Rexroth oferuje usługę FOTA - aktualizowanie sterowników – także pochodzących od innych producentów
Pomiary
PL Flush – precyzyjny czujnik ciśnienia do aplikacji z ograniczoną przestrzenią montażową
Pomiary
Ekran dotykowy, wyjście HDMI, mała masa, kompaktowe wymiary - nowe oscyloskopy Voltcraft z serii DOV
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Magazyn
Czerwiec 2025
Temat miesiąca
Wod-kan, uzdatnianie wody i oczyszczanie ścieków
Technika
Ochrona przed korozją

Poradnik doboru rozwiązań drukujących - drukarki mobilne, stacjonarne i przemysłowe

Jak dobrać drukarkę do zastosowań w logistyce, przemyśle czy handlu? Na co zwrócić uwagę, jeżeli chodzi o cechy i funkcje urządzenia? Jak zapewnić wysoką niezawodność pracy oraz trwałość systemu drukującego? A co z oprogramowaniem? W artykule odpowiadamy na powyższe pytania, przedstawiając przykłady nowoczesnych urządzeń drukujących, które z powodzeniem sprawdzają się w wymienionych zastosowaniach.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów