W poprzedniej części artykułu przedstawiliśmy działanie nowatorskiego standardu IO-Link, a także narzędzia dedykowane do tej technologii i spełniane przez nie zadania.

Niezawodność i komfort użytkowania

Jakość wykonania takich urządzeń musi być bardzo wysoka. Często są one eksploatowane w bardzo trudnych warunkach, którym nie podołałby sprzęt elektroniczny wykorzystywany na co dzień (na przykład sterowniki domowe). Większość urządzeń dedykowanych przez firmę Balluff do technologii IO-Link posiada metalową obudowę, natomiast wnętrze zalane jest żywicą. Dzięki temu sprzęt staje się odporny na wnikanie cieczy i pyłów. Jest także chroniony przed uszkodzeniami wynikającymi z uderzeń i wstrząsów. Złącza M12 zapewniają wysoki stopień ochrony (IP67). Wszystko to sprawia, że elementy IO-Link można zamontować w dowolnym miejscu – tak, aby wygodnie było je obsługiwać.

Urządzenia Balluff przeznaczone do IO-Link nie różnią się rozmiarami od swoich standardowych zamienników. Zastosowanie standardowego złącza M12 jest niezwykle wygodne: podłączając urządzenie nie trzeba nieustannie studiować dokumentacji technicznej. Urządzenia łączy się w kilka minut, następuje ich konfiguracja i system jest gotowy do działania.

Zasilanie wszystkich urządzeń to kluczowy element pracy systemu. Warto więc skorzystać z możliwości podłączenia również tego elementu do IO-Link. Dzięki wyposażeniu zasilaczy w interfejs IO-Link, możliwy jest monitoring ich parametrów pracy i tak zwany Predictive maintenance. Przy pomocy nadrzędnego systemu sterowania można kontrolować aktualny stan urządzeń zasilających – obciążenie, żywotność, alarmy i inne parametry. Dzięki temu każda nieprawidłowość zostanie natychmiast wykryta, co pozwoli na zminimalizowanie strat związanych z przestojem w produkcji.

Sprzęgła indukcyjne

Sprzęgła indukcyjne to rozwiązanie eliminujące konieczność używania przewodów – energia i dane przesyłane są przez szczelinę powietrzną. Najlepiej stosować je w miejscach, gdzie połączenia narażone są na znaczne obciążenie – tam, gdzie wykonuje się dużą liczbę operacji sprzęgania i rozprzęgania narzędzi. Przykładem mogą być roboty ze zmiennymi końcówkami, a także częste rotacje stołów lub zmiany narzędzi. Sprzęgło indukcyjne IO-Link to element obniżający koszty produkcji, ponieważ znacznie przyspiesza pracę i wyklucza konieczność częstej wymiany mechanicznych elementów, które szybko ulegają zużyciu przy intensywnym użytkowaniu.

Konfiguracja systemu

Prawidłowo skonfigurowany system zapewni optymalne działanie i maksymalne wykorzystanie możliwości, jakie daje IO-Link, dlatego warto uważnie przyjrzeć się temu procesowi.

Konfiguracja IO-Link Device

Pierwszą czynnością powinna być konfiguracja urządzeń IO-Link Device, która może być przeprowadzona na jeden z dwóch sposobów. Można skorzystać z oprogramowania konfiguracyjnego i konwertera sygnału z IO-Link na taki, abyśmy mogli przesłać go do komputera (IO-Link-USB). W ten sposób każde urządzenie może zostać skonfigurowane – bez względu na to, gdzie w przyszłości będzie pracować. Po zainstalowaniu aplikacji potrzebne są jeszcze pliki konfiguracyjne, które można pobrać ze strony producenta. Następnie importuje się je do programu, ustawia parametry pracy i przesyła do urządzenia. Istnieją oczywiście możliwości zapisywania przesyłanych i obecnych na urządzeniu ustawień.

Drugą możliwością jest skorzystanie z Web Serwera – łączymy się z urządzeniem Master IO-Link wpisując jego adres w przeglądarce WWW. Wymagane jest oczywiście połączenie przewodowe Master – PC. Tu również będą konieczne pliki konfiguracyjne IODD, jednak same ustawienia są wprowadzane przy pomocy adresów rejestrów parametrów konfiguracyjnych, które można znaleźć w dokumentacji. Jest to bardziej czasochłonny sposób, jednak ułatwia on scentralizowanie konfiguracji po podłączeniu wszystkich urządzeń do systemu. To także doskonała alternatywa w momencie, gdy nie ma pod ręką potrzebnych urządzeń i programów.

Konfiguracja IO-Link Master

Kolejną czynnością po parametryzacji wszystkich IO-Link Device jest skonfigurowanie Mastera IO-Link. Posiada on wbudowany Web Server, dzięki któremu zmienimy podstawowe ustawienia urządzenia, takie jak trybu pracy portów IO-Link (IO-Link – komunikacja, DI – wejście cyfrowe, DO – wyjście cyfrowe, Deaktywacja – port niewykorzystywany).

Bardziej profesjonalne podejście z większą liczbą możliwości to zastosowanie oprogramowania inżynierskiego używanego do konfiguracji sterowników (np. PLC).

Należy zaimportować odpowiedni plik opisujący podłączanie urządzenia Master IO-Link (przykładowo GSDML w przypadku nadrzędnego Profinet lub GSD, jeżeli używany jest Profibus). Podobnie jak IODD, można je pobrać ze strony producenta. Konfiguracji dokonuje się już z poziomu programu, przy pomocy rejestrów opisanych w dokumentacji technicznej, wprowadzając docelowe algorytmy sterowania urządzeniami w fabryce (z rejestrami w roli parametrów). Wyjątkiem są tryby pracy portów IO-Link, które można ustawić z poziomu programu tylko wtedy, gdy urządzenie Master nie jest wyposażone w Web Server.

Dlaczego właśnie IO-Link?

Dzięki użyciu standaryzowanych rozwiązań możliwa jest szybsza naprawa usterek i zminimalizowanie liczby dodatkowych urządzeń konwertujących, a co za tym idzie – obniżenie kosztów. Jeszcze kilkanaście lat temu częstym problemem była rozładowana bateria w telefonie i brak ładowarki w plecaku. Dzisiaj w większości urządzeń mobilnych obowiązuje standard Micro USB. Dzięki niemu łatwo zdobyć jest zamienny kabel – można pożyczyć go w trasie od towarzysza podróży, kupić w kiosku lub wyjąć z innego urządzenia i podładować telefon. Podobne sytuacje zdarzają się w automatyce przemysłowej.

IO-Link zapewnia szybką i prostą konfigurację nowych i obecnych już w systemach urządzeń. Wszystkie elementy połączone są jednym rodzajem przewodu, co redukuje liczbę przejściówek, minimalizując tym samym ryzyko uszkodzeń i skracając czas instalacji systemu. Standard ten przyspiesza znacząco nie tylko odnajdywanie zaistniałych usterek, ale też wykrywanie miejsc, gdzie mogą one potencjalnie wystąpić, dzięki czemu wyeliminowanie awarii nie wiąże się z kosztownymi przestojami w produkcji. Podczas wymiany IO-Link Device nowe urządzenie jest poddawane automatycznej parametryzacji. Dzięki IO-Link możliwa jest spójna kontrola nad wszelkimi danymi diagnostycznymi i procesowymi, a także komunikacja między elementami systemu.

Na rynku automatyki wciąż rośnie liczba urządzeń w standardzie IO-Link. Nic dziwnego – to rozwiązanie ma wiele zalet i jest bardzo prawdopodobne, że już wkrótce zdominuje ono systemy w automatyce, wypierając starsze technologie.