IO-Link, Repaso profundo a este protocolo de comunicación

O-Link fue la primera tecnología IO estandarizada internacionalmente (bajo la norma IEC 61131-9), que permite una comunicación bidireccional…

Principio de funcionamiento IO-Link

O-Link fue la primera tecnología IO estandarizada internacionalmente (bajo la norma IEC 61131-9), que permite una comunicación constante y bidireccional entre el sistema de control y el nivel de campo (sensores y actuadores inteligentes). Esta comunicación punto a punto se establece a través de un cable estándar de tres hilos sin blindaje, tanto para IO-Link como para sensores estándar.

Una red IO-Link está compuesta por cuatro elementos:

1) un maestro IO-Link,

2) dispositivo IO-Link,

3) un cable estándar de 3 hilos sin apantallar y

4) la ingeniería necesaria para la configuración y parametrización IO-Link

Con ayuda de IO-Link se pueden parametrizar sensores de forma automática, elaborar diagnósticos sobre los estados de las instalaciones y transmitir valores de medición sin pérdida de datos.

un sistema IO-Link consiste en un controlador (delineado en negro), una unidad principal IO-Link (o varios másteres) conectado por medio de conexiones de cable simples de tres o cinco hilos a dispositivos IO-Link, como sensores y actuadores. (Fuente de la imagen: IO-Link Community)

Las principales ventajas de esta tecnología de comunicación inteligente son las siguientes:

  • IO-Link posibilita una comunicación libre de interferencias
  • No requiere cables blindados
  • Capaz de transmitir hasta 32 bytes en un ciclo
  • Puede integrarse en sistemas de comunicación existentes, como los sistemas basados en bus de campo y Ethernet
  • Previene el reemplazo incorrecto del dispositivo gracias a la identificación exacta con el maestro IO-Link

A continuación, ahondaremos en los principales beneficios de la tecnología IO-Link, que unidos propiciarán la reducción de costos de operación y el intercambio transparente de datos desde el punto de control hasta el nivel de campo.

Interface estandarizada internacionalmente

Al ser un estándar abierto, los dispositivos pueden integrarse en prácticamente cualquier bus de campo o sistema de automatización. Los sensores inteligentes estandarizados simplifican el mantenimiento y la puesta en servicio, independientemente del fabricante o la tecnología de detección.

Mayor eficiencia y reducción de costos sostenible

IO-Link cuenta con una operación fácil y una gama reducida de interfaces. Un cable no apantallado de tres hilos permite una conexión de hasta 20 metros entre el maestro IO-Link y el dispositivo de campo.

Minimiza el tiempo de inactividad

Los dispositivos IO-Link son fáciles de configurar a través del sistema de control, se identifican mediante la función de localización y se mantienen según sea necesario; este valor agregado reduce el tiempo de inactividad al mínimo. Debido a la función de almacenamiento de datos integrada, los usuarios se benefician de una mayor disponibilidad de la planta porque el reemplazo del sensor se puede realizar durante la operación.

Almacenamiento directo en el maestro IO-Link

Para asegurarse de que los datos de parámetros de un dispositivo no se pierdan al reemplazar un dispositivo, se pueden almacenar automáticamente en el maestro IO-Link. Si se conecta un nuevo dispositivo de sustitución idéntico, los parámetros del dispositivo anterior se transfieren automáticamente al nuevo dispositivo.

Transparencia hasta el nivel de campo más bajo

La transparencia permite la identificación confiable del sensor y el acceso a todos los datos de proceso, datos de diagnóstico e información del dispositivo hasta el nivel del sensor / actuador. Esto conduce a una menor probabilidad de falla al optimizar la planificación de mantenimiento.

Descripción del dispositivo

Cada dispositivo IO-Link tiene un IODD (Descripción del dispositivo IO). Este es un archivo de descripción del dispositivo que contiene información sobre el fabricante, número de artículo, funcionalidad, etc. Esta información puede ser leída y procesada fácilmente por el usuario. Cada dispositivo se puede identificar sin ambigüedades a través del IODD, así como a través de una identificación interna del dispositivo.

laca de demostración STEVAL-IFP016V2 se interconecta a un microcontrolador externo y demuestra la capacidad de la unidad principal IO-Link monolítica L6360 como transceptor de comunicación para múltiples E/S. (Fuente de la imagen: STMicroelectronics)

Disponibilidad de datos aumentada

La disponibilidad de datos es una poderosa ventaja de IO-Link que tiene implicaciones de largo alcance.  El acceso a datos a nivel de sensor ayuda a asegurar el funcionamiento sin problemas de los componentes del sistema, simplifica el reemplazo del dispositivo y permite programar el mantenimiento de la máquina de forma óptima, lo cual ahorra costos y reduce el tiempo de inactividad de la máquina.

Hay tres tipos de datos primarios disponibles a través de la comunicación IO-Link, que se clasifican como datos cíclicos (datos transmitidos automáticamente de forma regular) o datos acíclicos (datos transmitidos según sea necesario oa petición).

Datos de proceso

Datos de proceso se refiere a la información que el dispositivo lee y transmite al maestro—como la lectura de distancia en un sensor de medición láser.  Los datos de proceso también pueden referirse a la información que se transmite al dispositivo desde el maestro (por ejemplo, los mensajes enviados a una torre indicando qué segmentos de color deben estar iluminados).  Los datos de proceso se transmiten cíclicamente en una trama de datos definida.  Además, los datos de estado de los valores—indicaciones de si los datos del proceso son válidos o no—se transmiten junto con los datos del proceso.

Datos de servicio

Datos de servicio—también denominados Datos de dispositivo—se refieren a información sobre el propio sensor, como valores de parámetros, números de modelo y de serie, descripciones de dispositivos, etc.  Los datos de servicio pueden escribirse en el dispositivo o leerse del dispositivo acíclicamente.

Datos de eventos

Datos de eventos se refieren a notificaciones tales como mensajes de error o avisos de mantenimiento (por ejemplo, sobrecalentamiento del dispositivo, lente sucia) que se transmiten acíclicamente desde el dispositivo IO-Link al maestro cuando se produce un suceso. Esta riqueza de datos valiosos, que se ponen a disposición a través de IO-Link, es integral para las iniciativas de Internet Industrial de las Cosas( IIoT) e Industria 4.0.

IO-Link: integración en la automatización

La integración de un sensor IO-Link en la automatización global se lleva a cabo mediante un maestro IO-Link. La descripción del dispositivo (IODD) se utiliza para la configuración específica; los bloques de funciones simplifican la programación.

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IO-Link Master

Maestro IO-Link (hardware)

Existen varios tipos de maestro PLC para la conexión del dispositivo:

Maestro IO-Link SIG200 REST API, Maestro IO-Link SIG200 PROFINET, Maestro IO-Link EtherCAT, Maestro IO-Link EtherNet/IP, Maestro IO-Link PROFINET. El maestro IO-Link puede ser un nodo de campo por sí mismo o puede ser parte de un sistema de E/S modular vinculado al bus de campo. Los nodos de bus de campo se integran en el sistema usando una descripción de dispositivo (GSDML, EDS, ESI, etc.).

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Configuración

Durante el diseño o la configuración de la estructura de automatización, los nodos de bus de campo necesarios se especifican en la herramienta de ingeniería proporcionada por el fabricante del maestro PLC y se parametrizan las relaciones de comunicación.

La descripción del dispositivo IODD (IO Device Description) es útil para la configuración específica de dispositivos IO-Link. La IODD contiene información para la identificación, los parámetros del equipo, los datos de proceso y de diagnóstico, las características de comunicación, etc.

programming

Programación

Se usa un bloque de funciones específico del dispositivo IO-Link para simplificar la programación. Los bloques de funciones simplifican la comunicación acíclica entre el PLC y los dispositivos IO-Link, la comunicación de datos de servicio y la interpretación de los datos de proceso. Proporcionan parámetros de dispositivo y tipos de datos de dispositivo correctos y convierten los parámetros facilitados en índices y subíndices.


Pagina Oficial IO-Link para descargas (en Inglés)

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