Стандарт зв’язку з датчиками IO-LINK набирає популярності

Стандарт зв'язку з датчиками IO-LINK набирає популярності
стандарт

Білл Лайдон (Bill Lydon)

IO-Link продовжує завойовувати популярність як перший відкритий комунікаційний стандарт зв'язку інтелектуальних датчиків із системами вводу/виводу. IO-Link це мережевий комунікаційний протокол типу «точка-точка» для зв'язку датчиків та приводів із контролером. IO-Link дозволяє датчикам з інтелектуальними властивостями передавати інформацію, таку як статус, події та параметри налаштування.

IO-Link уможливлює легку заміну кінцевих пристроїв. Провідний пристрій завантажує параметри у встановлений як заміну пристрій, що значно спрощує технічне обслуговування – не потрібно додаткового налаштування. Серед доступних різновидів датчиків IO-Link: двійкові датчики, датчики вимірювання, фотоелектричні датчики, RFID-датчики, лазерні датчики відстані, колірні датчики. Стандарт IO-Link регулюється відкритим консорціумом виробників. Організація пропонує дуже зручний та інформативний документ зі списком пропозицій виробників.

Комунікації IO-Link фізично реалізуються за допомогою звичайного трижильного кабелю та стандартних конекторів, таких як M12, M8 та M5. Система IO‐Link складається з пристроїв IO‐Link, включаючи датчики та приводи, а також провідного пристрою. Оскільки IO-Link має архітектуру типу «крапка-крапка», тільки один пристрій може бути приєднаний до кожного порту провідного пристрою.

Провідні пристрої IO-Link можуть бути різними, включаючи карту в стійці ПЛК, або окремий пристрій з інтерфейсами до стандартних польових шин, таких як PROFIBUS або PROFINET.

IO-Link це звичайний послідовний інтерфейс типу «крапка-крапка» для зв'язку між двома пристроями зі швидкістю 4.8 кбіт/с або 38.4 кбіт/с. Прикладами інтелектуальних пристроїв IO-Link можуть бути пристрої вводу/виводу, датчики вимірювання, колірні датчики, RFID-системи. Спочатку пристрої знаходяться в режимі SIO (стандартний I/O режим) і провідний пристрій діє на цьому порту як звичайний цифровий ввод/вивод. Коли порт налаштовано на комунікаційний режим, провідний пристрій намагається виявити підключений пристрій IO-Link для його активації. Для цього провідний пристрій посилає певний сигнал і чекає на відповідь від пристрою. Спочатку провідний пристрій пробує найвищу швидкість передачі. Якщо воно не отримує відповіді, то пробує нижчу швидкість, і так далі. На кожній швидкості робиться три спроби встановлення зв'язку. Якщо провідний пристрій отримує відповідь (кінцевий пристрій активовано), обидва починають обмін інформацією.

Спочатку відбувається обмін комунікаційними параметрами, потім циклічний обмін даними про процеси. Якщо пристрій від'єднується під час роботи, провідний пристрій діагностує припинення обміну даними та генерує повідомлення про це. Провідний пристрій робить циклічні спроби активувати пристрій, коли він знову приєднується. Після успішної активації знову здійснюється валідація комунікаційних параметрів та відновлюється циклічний обмін даними. Якщо обмін даними припиняє провідний пристрій, він і кінцевий пристрій повертаються у вихідний режим – SIO.

Протокол IO-Link підтримує різні типи даних - циклічні (процесні), ациклічні, сервісні, події. Пристрій IO‐Link надсилає дані лише після запиту від провідного пристрою IO‐Link. Ациклічнідані та події безпосередньо запитуються провідним пристроєм, а циклічні дані надсилаються після телеграми IDLE від провідного пристрою.

IO-Link Device Description (IODD)

У випадку, коли обмін інформацією порушується, пристрій повторює запит другий раз. Якщо й друга спроба ні до чого не призводить, провідний пристрій припиняє спроби та повідомляє про це систему керування вищого рівня. Провідний пристрій вимірює якість передачі (QoS = Quality of Service) числом спроб надіслати телеграму.

Провідний пристрій IO-Link виконує функцію шлюзу для обміну даними між кінцевими пристроями IO‐Link та ПЛК за допомогою мепування. Якщо провідний пристрій IO-Link безпосередньо під'єднаний до ПЛК через будь-яку пропрієтарну шину, дані IO-Link меппуються і передаються до ПЛК або з ПЛК до провідного пристрою IO-Link. Така можливість вже існує для PROFIBUS, PROFINET, INTERBUS, AS-i та EtherCAT.

Доступний детальний огляд IO-Link (англ. яз.)

Думки та спостереження

Організація IO-Link описує свою мету як «подолання останнього метра» до інтелектуальних датчиків та приводів. Той факт, що використовується з'єднання типу «точка-точка» означає, що підключення реалізується так само, як між звичайними датчиками і контролерами.

Використання мережі з багатоточковим підключенням дозволило б заощадити на кабелях, зменшити термін запуску систем та трудовитрати. Однією з проблем з IO-Link є те, що конфігурування мереж є досить складним, оскільки вони не підтримують або не повністю підтримують самовиявлення пристроїв, а отже, залежать від конфігураційних файлів.

IO-Link – наступний крок на шляху вдосконалення інтерфейсів інтелектуальних кінцевихпристроїв.