IO-Link - Balluff

IO-Link
We wszystkich obszarach działania
IO-Link
Bazująca na ponad 50-ciu latach doświadczeń, firma Balluff jest wiodącym producentem sensoryki z własną linią produktów sieciowych
do każdego obszaru automatyzacji. Firma Balluff, z siedzibą w Niemczech, posiada międzynarodową sieć 54 oddziałów i przedstawicielstw.
Balluff jest wszechstronnym dostawcą oferującym szeroką gamę
produktów pochodzących z jednego źródła. Wprowadza ciągłe innowacje, wykorzystuje najnowocześniejsze technologie oraz gwarantuje najwyższą jakość i niezawodność. To nie wszystko: firmę Balluff
charakteryzuje również wyjątkowa orientacja na klienta, niestandardowe rozwiązania, szybka obsługa na całym świecie i wysoki poziom
wsparcia klienta.
2
Czujniki rozpoznające obiekty, najnowocześniejsza technologia pomiaru odległości, innowacyjna technologia RFID, czy też nowe rozwiązania w zakresie komunikacji przemysłowej: Balluff reprezentuje
różnorodność technologiczną z najróżniejszymi zasadami działania
i oferuje innowacyjne rozwiązania techniczne najwyższej jakości.
Komunikacja na każdym poziomie
IO-Link zwiększa wydajność
4
Większa wydajność, niższe koszty IO-Link oszczędza czas i pieniądze
6
IO-Link W całym procesie produkcji
8
Monitorowanie ciśnienia w procesie produkcji
Czujniki ciśnienia
10
Monitorowanie położenia mocowania w centrum obróbczym 12
Pomiar drogi i odległości
Kompleksowe rozwiązania identyfikacyjne
do systemów transportu
Identyfikacja przemysłowa
www.balluff.pl
Więcej
informacji na naszej stronie internetowej!
14
Monitorowanie pozycji w procesie montażu
Detekcja obiektów
16
Dwukierunkowa transmisja danych i energii
Sieci przemysłowe i połączenia
18
Ekonomiczna technika połączeń
Sieci przemysłowe i połączenia
20
Prosta wizualizacja stanów roboczych
Sieci przemysłowe i połączenia
22
Usługi związane z IO-Link
Systemy i usługi
24
Szybciej do celu dzięki IO-Link
Opis aplikacji
26
3
PLC
Master sieciowy IO-Link
Urządzenia IO-Link
Standardowe
czujniki
4
Komunikacja
na każdym poziomie
IO-Link zwiększa wydajność
Czym jest IO-Link?
IO-Link to pierwsza na świecie zestandaryzowana technologia IO
(EC 61131-9) umożliwiająca komunikację od układu sterowania aż
do najniższego elementu automatyki. Ten uniwersalny interfejs to
niezależne od sieci przemysłowej połączenie typu „punkt-punkt”,
które do komunikacji wykorzystuje standardowy nieekranowany
przewód.
Co oferuje IO-Link?
IO-Link przekazuje wszystkie sygnały z czujników do układu
sterowania i przesyła w odwrotnym kierunku dane z układu
sterowania do czujników i elementów wykonawczych.
Z rewolucyjnymi wynikami.
IO-Link integruje wszystkie czujniki do poziomu sieci przemysłowych.
Umożliwia kompleksową, ciągłą diagnostykę oraz zautomatyzowaną
parametryzację urządzeń z interfejsem IO-Link z poziomu z układu
sterowania. Instalacja jest przy tym bardzo prosta: wystarczy
nieekranowany przewód trójżyłowy o długości do 20 m, aby
podłączyć czujniki i elementy wykonawcze. Podłączenie jest
zestandaryzowane dla wtyczek M5, M8 lub M12.
IO-Link upraszcza całą topologię sieci. Czujniki/elementy
wykonawcze lub koncentratory sygnałów z interfejsem IO-Link
podłączane są przez Master IO-Link do dowolnej sieci przemysłowej.
Moduł Master jest wyposażony w kilka portów IO-Link, dzięki
czemu może on zbierać dane z różnych urządzeń, co redukuje
ilość sprzętu. Koncentratory sygnałów są bowiem w stanie zbierać
i przekazywać sygnały przełączające nawet z 16 czujników
binarnych. Podłączenie tych koncentratorów do modułu Master
IO-Link z 8 portami umożliwia przesyłanie danych nawet ze 136
czujników.
Dla każdego portu Mastera można wybrać tryb przełączający (tryb
SIO do przetwarzania sygnałów binarnych) lub tryb komunikacji
IO-Link, aby w ten sposób przetwarzać informacje z wszystkich
czujników.
Master IO-Link może przy tym przekazywać duże ilości danych
w krótkim czasie. Standardowo do dyspozycji jest do 32 bajtów
danych procesowych na cykl. Aby przy prędkości 230 kbaud
wymienić 2 bajty danych procesowych i 1 bajt danych dodatkowych
między Masterem IO-Link a urządzeniem, wymagane jest 400 μs.
www.balluff.pl
5
Większa wydajność, niższe koszty
IO-Link oszczędza czas i pieniądze
IO-Link, to wszystko czego potrzebujesz aby Twój układ automatyki
był jeszcze efektywniejszy. To dlatego, że IO-Link poprzez optymalizację gwarantuje wzrost wydajności oraz obniżenie kosztów w całym
procesie produkcji.
Jednolite nieskomplikowane okablowanie, rozbudowana diagnostyka i centralna parametryzacja z poziomu układu sterowania zapewniają uniwersalne i elastyczne działanie.
6
Uproszczenie instalacji
Standardowy, trójżyłowy przewód to wszystko czego potrzebujesz
aby w pełni korzystać z możliwości jakie daje IO-Link. Nawet w przypadku skomplikowanych urządzeń. Pozwala to na szybką i wygodną
integrację interfejsu IO-Link z siecią przemysłową. Cyfrowa komunikacja to gwarancja bezzakłóceniowej pracy bez konieczności używania drogiego, ekranowanego przewodu.
Dzięki koncentratorom IO-Link w prosty i niedrogi sposób łączymy standardowe czujniki z siecią przemysłową. Pojedynczy koncentrator może bowiem przekazywać sygnały nawet z 16 czujników binarnych. Komunikację z siecią przemysłową zapewnia Master
IO-Link, który może posiadać do ośmiu portów IO-Link. Dzięki temu
za pomocą jednego modułu można podłączyć do układu sterowania osiem różnych urządzeń IO-Link, co znacznie zmniejsza wielkość
instalacji.
Serwis w zależności od potrzeb
Ciągła diagnostyka danych całego procesu pozwala na wydłużenie
okresów międzyserwisowych. IO-Link umożliwia nieprzerwaną
diagnostykę, dzięki której urządzenia i maszyny można konserwować
znacznie rzadziej. Możliwe jest także wczesne wykrywanie błędów.
Wszystkie kluczowe parametry procesu są bowiem stale dostępne
z poziomu układu sterowania.
Wydajniejsza praca
Dzięki interfejsowi IO-Link można dowolnie ustalić położenie czujników w maszynie w zależności od technologii procesu, ponieważ
dostęp do czujników nie ma już teraz znaczenia. Monitorowanie
procesu, parametryzacja, analiza błędów w urządzeniach IO-Link następuje teraz w układzie sterowania. Dzięki temu procesy w maszynach przebiegają w sposób zoptymalizowany czasowo. Opóźnienia
i zakłócenia sygnału są całkowicie wyeliminowane. Ponadto cyfrowa
transmisja danych zapewnia wysoką jakość sygnału.
Dzięki IO-Link kompleksowe wymagania aplikacyjne można realizować w prosty sposób. Zarówno cyfrowe jak i standardowe analogowe urządzenia mogą jednocześnie pracować jako czujniki korzystające z IO-Link. Wszystko w zależności od potrzeb.
Maksymalna dyspozycyjność maszyn
IO-Link umożliwia szybką bezbłędną wymianę czujników
i natychmiastowe ponowne uruchomienie maszyny. Parametry
wymienionego czujnika IO-Link zapisywane są przez Master IOLink, i mogą być automatycznie wgrane do nowego czujnika,
gwarantuje to wyraźną redukcję czasów przestojów. Uruchamianie,
zmiana formatu czy parametrów danego procesu może odbywać się
centralnie z poziomu układu sterowania. Pozwala to na oszczędność
czasu i obniża potencjalną liczbę błędów do minimum.
Urządzenia IO-Link są dodatkowo zabezpieczone przed pomyłkową zamianą, ponieważ są one automatycznie identyfikowane przez
IO-Link.
www.balluff.pl
7
IO-Link
W całym procesie produkcji
IO-Link zapewnia przejrzystość całego systemu automatyki. We
wszystkich obszarach działania – logistyka, serwis, produkcja, montaż, kontrola i pakowanie. A także w każdej indywidualnej aplikacji –
włączając w to pomiar ciśnienia i poziomu, identyfikację, pomiar drogi i odległości oraz detekcję obiektów.
Balluff oferuje IO-Link w zaawansowanych czujnikach oraz produktach w obszarze sieci przemysłowych i połączeń. Wszystko od jednego dostawcy. Balluff zapewnia rozwiązania IO-Link do wszystkich
obszarów i zasad działania, dzięki czemu zalety IO-Link widoczne są
w całym systemie:
■■prosta instalacja
■■serwis w zależności od potrzeb
■■wydajniejsza praca
■■maksymalna dostępność maszyn
8
Balluff oferuje kompleksowe rozwiązania IO-Link. Przykładowo do
■■monitorowania położenia i ciśnienia w centrach obróbczych
■■identyfikowania poszczególnych części produkcji
■■detekcji obiektów w procesach montażu
■■wymiany chwytaków i narzędzi
■■wyświetlania statusów w centrach montażowych, obróbczych
i kontrolnych
■■poziomu napełnienia
■■bezdotykowej transmisji danych i energii.
Dzięki temu możliwe jest wykorzystanie wszystkich możliwości elektronicznego standardu komunikacji.
www.balluff.pl
9
Monitorowanie ciśnienia
w procesie produkcji
Czujniki ciśnienia IO-Link bezpośrednio w miejscu działania
Do osiągnięcia najlepszych parametrów pracy tokarki, konieczne jest
zapewnienie bezpiecznego osadzenia części poddawanej obróbce
oraz narzędzia. W tym celu stosuje się czujniki ciśnienia do monitorowania siły nacisku mocowania. Znakomicie nadają się one także do
monitorowania mediów procesowych, takich jak chłodziwa i smary,
oleje hydrauliczne oraz w układach pneumatycznych.
Czujniki ciśnienia IO-Link przekazują wartości pomiarowe do układu sterowania w sposób ciągły, w razie potrzeby inicjując dokładną
regulację. Dzięki temu zapewniają maksymalną dostępność maszyn.
Wymianę czujników można bowiem dokonać dzięki prostej procedurze Plug-and-Play. Dane z wymienianego czujnika są automatycznie
przejmowane przez Master IO-Link, a następnie kopiowane do nowego czujnika.
Dodatkowa korzyść
Parametryzacja czujników ciśnienia IO-Link następuje z poziomu
układu sterowania, dzięki czemu można je montować bezpośrednio
w miejscu działania, także w trudno dostępnych miejscach. W najlepszej pozycji pod kątem techniki pomiaru oraz optymalnie dla konstrukcji maszyny. Gwarantuje to szybkie i precyzyjne przekazywanie
wyników. A także oszczędza koszty, ponieważ umożliwia zredukowanie do minimum ilości pracochłonnych instalacji mechanicznych
i przewodów hydraulicznych.
Czujnik ciśnienia
10
www.balluff.pl
11
Monitorowanie pozycji zacisków
mocujących w centrum obróbczym
Bezdotykowy pomiar drogi z IO-Link
Indukcyjny system pozycjonowania BIP z IO-Link zaprojektowany
do monitorowania pozycji wrzecion napędowych i urządzeń mocujących narzędzia oraz części poddawanych obróbce. Stanowi idealne
rozwiązanie do montażu w niewielkiej przestrzeni. Charakteryzuje się
przy tym optymalnym stosunkiem wymiarów użytkowych do wymiarów montażowych. Jego skalibrowany zakres pomiarowy zalecany
jest dla rozwiązań w produkcji seryjnej.
Indukcyjny system pozycjonowania BIP z IO-Link działa w oparciu
o absolutną zasadę pomiaru. Dodatkowo przekazuje informację bitową o przekroczeniu zakresu pomiarowego. Zwiększa to bezpieczeństwo układu.
Dzięki cyfrowemu sygnałowi IO-Link system pozycjonowania BIP
działa niezawodnie, a do tego wystarcza mu nieekranowany przewód. Ponadto zastosowanie IO-Link pozwala na wyeliminowanie
analogowej karty wejściowej.
Indukcyjny system
pozycjonowania BIP 14
Możliwość zastosowania
alternatywnie do monitorowania położenia mocowania:
Indukcyjny system
pozycjonowania BIP 40
Indukcyjny czujnik odległości
IO-Link BAW w wariancie M18
lub w obudowie Z01 zoptymalizowanej do wrzeciona narzędzia
Przetworniki położenia
Micropulse BTL6 z IO-Link np.
do zmiany formatu
Optyczny czujnik odległości
z IO-LInk BOD do pomiaru
odległości
12
www.balluff.pl
13
Kompletne rozwiązania
identyfikacyjne do systemów
transportu
IO-Link RFID ułatwia integrację czujników i elementów wykonawczych
W aplikacjach związanych ze śledzeniem części w produkcji, rozwiązania RFID są praktycznie niezastąpione. Zautomatyzowane systemy zapewniają bowiem optymalizację procesu. System RFID BIS V
zapewnia szybką transmisję danych, krótkie czasy cykli i wysokie
bezpieczeństwo danych w systemach HF i LF. W takich aplikacjach
solidna obudowa oraz bezpośrednie połączenie do sieci przemysłowych gwarantują sprawną i szybką instalację. Upraszcza to strukturę
sieci, zmniejsza koszty oraz pozwala zaoszczędzić czas.
wia to podłączenie do czterech głowic zapisujących/odczytujących.
Obecność piątego portu z interfejsem IO-Link pozwala na dodatkowe rozbudowanie układu. Można tutaj bezpośrednio podłączyć
czujniki IO-Link lub koncentrator obsługujący nawet do 16 czujników
– jak w pokazanym poniżej przykładzie. Dzięki temu przetwarzanie
sygnałów wejściowych/wyjściowych następuje w prostszy i wygodniejszy sposób w każdej technologii sieciowej.
BIS V posiada zintegrowany Master IO-Link i cztery kanały antenowe, które mogą być konfigurowane niezależnie od siebie. Umożli-
Identyfikacja
BIS V
14
RFID BIS L – systemy tylko do odczyt danych
RFID BIS M – możliwość odczytu i zapisu
Alternatywnie w przypadku mniejszych ilości danych i mniejszej
prędkości zapisu/odczytu możliwe jest zastosowanie systemów
identyfikacji IO-Link. Działają one bez procesora, przez zwykłe podłączenie czujnika do modułu Master IO-Link. IO-Link jest zatem najkorzystniejszą cenowo metodą implementacji systemu RFID.
www.balluff.pl
15
Monitorowanie pozycji
w procesach montażu
Najlepsza konfiguracja z wykorzystaniem IO-Link
Montaż bez wykorzystania robotów jest dziś prawie niewyobrażalny.
To dzięki nim możliwe staje się zapewnienie maksymalnej ilości cykli.
Wysokość stosu blachy identyfikowana jest poprzez czujniki ultradźwiękowe IO-Link montowane bezpośrednio na chwytaku robota.
Dzięki niewielkim rozmiarom i niskiej masie czujniki ultradźwiękowe
BUS firmy Balluff znakomicie się do tego nadają. Czujniki BUS potrafią rozpoznać zarówno wysokość stosu blachy jak i jej pozycję. Ponieważ są niewrażliwe na odbicia i zanieczyszczenia, działają niezawodnie w każdych warunkach.
Czujnik posiada kilka punktów przełączających które mogą być kalibrowane przez funkcję Teach-in zdalnie – wykorzystując interfejs
IO-Link lub ręcznie. Ponadto cyfrowa transmisja danych zapewnia
wysoką jakość sygnału.
Wymiana czujnika możliwa jest dzięki zwykłej procedurze Plug-and-Play, ponieważ Master IO-Link jest odpowiedzialny za automatyczne wgranie parametrów do nowego urządzenia.
Łącznik wielopozycyjny BNS
do wykrywania pozycji
Czujnik ultradźwiękowy BUS
16
Czujnik koloru BFS 26K –
gdy mają znaczenie
różnice w kolorach
Optyczny czujnik widełkowy BGL
do kontroli części
na przenośniku wibracyjnym
Czujnik odbiciowy BOS 50K
do detekcji obiektów
www.balluff.pl
17
Dwukierunkowa transmisja
danych i energii
Sprzęgła indukcyjne do bezdotykowej transmisji IO-Link
Sprzęgła indukcyjne Balluff to idealne rozwiązanie do robotyki. Bezdotykowo przekazują one równocześnie dane oraz energię poprzez
szczelinę powietrzną, dzięki czemu zerwanie przewodu nie jest już
problemem. Sprzęgła indukcyjne z IO-Link gwarantują natychmiastową wymianę chwytaków (patrz: aplikacja) zwiększając dostępność
systemu. Bezdotykowa transmisja danych zapewnia wymianę danych w najkrótszym czasie przy zachowaniu maksymalnej elastyczności. Ponieważ nie podlegają one mechanicznemu zużyciu, nie wymagają konserwacji.
Możliwość szybkiego rozdzielenia części zapewnia szerokie spektrum rozwiązań dostosowanych do konstrukcji maszyny. Dzięki temu
komponenty, które dotychczas były trudno dostępne, można w prosty sposób połączyć z IO-Link. Wszystkie urządzenia współpracujące z IO-Link można teraz podłączyć do modułu Master IO-Link i do
układu sterowania w elastyczny i bezdotykowy sposób.
Nowa generacja dwukierunkowych sprzęgieł indukcyjnych umożliwia
równoczesne gromadzenie sygnałów z czujników oraz sterowanie
elementami wykonawczymi takimi jak wyspy zaworowe. Dwukierunkowe sprzęgła indukcyjne w pełni obsługują funkcjonalność IO-Link,
dzięki czemu możliwa jest bezdotykowa parametryzacja i diagnostyka inteligentnych czujników.
Dwukierunkowe sprzęgła
indukcyjne BIC w obudowie
prostopadłościennej
Możliwość zastosowania alterntywnie do wymiany chwytaków:
jednokierunkowe sprzęgła indukcyjne BIC w obudowie prostopadłościennej i cylindrycznej
18
www.balluff.pl
19
Ekonomiczna technika
połączeń
Urządzenia IO-Link zapewniają prostą instalację
i elastyczność obsługi
Nowoczesne systemy robotyki wymagają do działania wielu czujników – dotyczy to przede wszystkim ramienia robota, które ze
względu na dynamikę i zużycie energii powinno mieć możliwie jak
najmniejszą masę. Dodatkowym problemem jest łączenie skomplikowanego wielożyłowego okablowania.
IO-Link może temu zaradzić. Prosta instalacja przy użyciu standardowego przewodu przemysłowego stanowi trwałe połączenie z cyfrowym standardem komunikacji. Bez ekranowanych przewodów
zapewniona jest bezzakłóceniowa praca także w przypadku inteligentnych urządzeń. Niezależnie od typu sieci i na odległość do 20 m.
20
Od Profibus i Profinet poprzez CC-Link i DeviceNet aż po Ethernet/
IP i EtherCAT – moduły Master IO-Link firmy Balluff umożliwiają stosowanie IO-Link w każdym układzie sterowania.
Balluff dostosowuje także różne urządzenia do współpracy z IO-Link.
Dzięki temu nawet najbardziej skomplikowane zadania, nie tylko
w zakresie robotyki, mogą być realizowane z najwyższą elastycznością.
Uniwersalny interfejs IO-Link pozwala na podłączenie inteligentnych
urządzeń,takich jak czujnik wizyjny BVS do układu sterowania. To samo dotyczy standardowych czujników analogowych, które poprzez
adaptery analogowe IO-Link są integrowane z układem sterowania.
Koncentrator czujników Balluff IO-Link może gromadzić sygnały nawet z 16 czujników lub elementów wykonawczych. Po podłączeniu
takich koncentratorów do modułu Master z 8 portami IO-Link, moduł może odczytywać dane nawet ze 136 wejść/wyjść. Dodatkową
zaletą naszych koncentratorów jest dostępność ich także w wersji
z tworzywa sztucznego gwarantująca niewielką masę. Dostępne są
warianty ze stopniem ochrony IP 67 lub IP 20.
Wyspy zaworowe również mogą być kontrolowane przez Master
IO-Link. W tym celu wystarczy po prostu podłączyć wyspę zaworową za pomocą wtyczki do modułu Master IO-Link. Znów zyskujemy
pełną funkcjonalność przy użyciu standardowego przewodu.
Uniwersalny interfejs IO-Link
Konwerter analogowy IO-Link
Koncentrator z tworzywa
sztucznego lub z metalu
Master 8 x IO-Link
Wtyczka do wyspy zaworowej
www.balluff.pl
21
Prosta wizualizacja stanów
roboczych
IO-Link SmartLight – inteligentna sygnalizacja stanów
roboczych maszyny
W przypadku wielu testów i inspekcji wizualizacja stanów roboczych
bezpośrednio w systemie stanowi dodatkowe zabezpieczenie. Jednak tradycyjne sygnalizatory świetlne przekazują niewiele informacji,
ponieważ ich możliwości są mocno ograniczone.
Zupełnie inaczej wygląda to w przypadku naszych sygnalizatorów
SmartLight z interfejsem IO-Link. Diodowa kolumna sygnalizacyjna
posiada bowiem nieograniczone spektrum kolorów do indywidualnego zdefiniowania dla wszystkich popularnych wielkości fizycznych.
To rozwiązanie otwiera nieznane dotychczas możliwości.
Skala kolorów sygnalizatora umożliwia wskazywanie stanów roboczych od istotnych aż po krytyczne. Możliwe jest nawet odczytanie
tendencji, przebiegów i trendów dla wielkości fizycznych, dzięki czemu łatwo można przeanalizować stany temperatury i poziomy napełnienia w urządzeniach.
22
Dzięki zastosowaniu IO-Link instalacja sygnalizatora jest bardzo prosta. Możliwe jest oddzielne kontrolowanie do 20 obwodów diod
RGB. Po podłączeniu przewodu do kolumny zapewniona jest całkowita funkcjonalność. Programowanie odbywa się z poziomu układu sterowania. Do przypisania różnych kolorów wystarcza zaledwie
kilka poleceń, bez konieczności dokonywania zmian mechanicznych
w kolumnach diodowych. Sygnalizatory można także bezpiecznie
programować w trakcie trwania procesu.
IO-Link SmartLight – inteligentny sygnalizator
■■pierwsza diodowa kolumna sygnalizacyjna z interfejsem IO-Link
■■maksymalna elastyczność
■■proste programowanie
■■wyjątkowo szybka i łatwa instalacja
■■proste przypisanie różnych kolorów, bez konieczności dokonywania zmian mechanicznych w kolumnach diodowych
Sygnalizator SmartLight jest wyposażony w trzy centralne tryby funkcyjne, służące do wskazywania różnych sygnałów ostrzegawczych
i informacyjnych.
■■Tryb segmentowy: wyświetlanie różnych sygnałów barwnych
w systemie do pięciu różnych segmentów
■■Tryb kontroli poziomu: wyświetlanie przejść między kolorami
w celu przedstawienia np. poziomów napełnienia lub wartości
temperatury
■■Tryb runlight: to jasny, intuicyjny dla operatora znak że maszyna
jest w ruchu z możliwością konfiguracji głównego koloru jak i tła
SmartLight
sygnalizacja stanu pracy
www.balluff.pl
23
Usługi IO-Link
Indywidualnie. Według wytycznych. Najwyższej jakości
Dział TecSupport oferuje doradztwo w zakresie aplikacji IO-Link
Nasi klienci mogą z nami omówić swoje wymagania techniczne i skorzystać z naszej specjalistycznej wiedzy. Osobisty doradca Balluff stale
towarzyszy klientowi przy tworzeniu indywidualnego rozwiązania dostosowanego do jego potrzeb.
Na życzenie klienta aplikacja jest przez nas testowana na miejscu
przed zainstalowaniem.
Przykłady praktyczne
■■koncepcja IO-Link jako niedroga alternatywa dla konwencjonalnego
okablowania
■■doradztwo w zakresie topologii IO-Link
■■koncepcja modernizacji z wykorzystaniem IO-Link
■■diagnostyka dzięki IO-Link
Warsztaty - Sieci przemysłowe z wykorzystaniem IO-Link:
Inteligentne i ekonomiczne zarządzanie sygnałami
Podczas naszych warsztatów klienci otrzymują solidną wiedzę bezpośrednio od producenta. W małych grupach uczą się najlepszych sposobów implementacji rozwiązań IO-Link w rzeczywistych aplikacjach.
Prezentowany jest przy tym przegląd wszechstronnych możliwości
IO-Link. A także oferowany przez niego potencjał oszczędności. Kolejnym tematem kursu jest sposób działania i parametryzacja.
W ramach praktycznych ćwiczeń w małych zespołach przy zastosowaniu PLC marki Siemens uczestnicy mogą się przekonać, jak prosty
w obsłudze jest IO-Link. Praktyczne zadania konfiguracyjne powiązane
są ze specyficznymi dla danej firmy aplikacjami.
Zestawienie treści
■■podstawy i sposób pracy IO-Link z Siemens S7 dla komponentów
Profibus/Profinet
■■konfiguracja i parametryzacja krok po kroku sprzętu IO-Link
■■przykłady zastosowań
■■ćwiczenia praktyczne w małych grupach
Bieżące terminy warsztatów można znaleźć w naszym kalendarzu
szkoleń na stronie www.balluff.pl
24
Szybciej do celu dzięki IO-Link
Raport aplikacyjny
IO-Link zapewnia komunikację do najniższego poziomu w automatyzacji. Inteligentny standard komunikacji
umożliwia szybkie i bezpieczne podłączenie czujników do maszyn, urządzeń pakujących lub narzędzi wymiennych. Ponadto możliwe jest tworzenie nowych koncepcji automatyzacji.
Proste połączenia wtykowe i niedrogie przewody trójżyłowe zamiast
skomplikowanego wielożłowego okablowania, automatyczna
parametryzacja czujników i elementów wykonawczych zamiast ręcznego wprowadzania danych czy też po prostu przedłużona żywotność przewodów w prowadnicach kablowych – oto główne argumenty dla użytkowników, aby – zdecydować się na IO-Link.
Obrabiarki są stworzone do pracy przy zastosowaniu IO-Link. Nierzadko posiadają one ponad dziesięć czujników procesowych, czyli
czujników ciśnienia, przepływu i temperatury. Każdy z nich obsługuje często ponad dziesięć parametrów. Odpowiednio duży jest nakład
pracy przy ręcznej parametryzacji poprzez lokalne elementy obsługi
czujników, zarówno po stronie konstruktora maszyny w fazie jej powstawania, jak i u użytkownika końcowego, gdy musi on wymienić
któryś z czujników.
U producenta automatów tokarskich Index, który od początku stawia na IO-Link, parametryzacja jest bardzo prosta: najpierw poprzez
moduły funkcyjne odczytywane są dane identyfikacyjne, które posiada każde urządzenie IO-Link. Na podstawie tych danych identyfikacyjnych układ sterowania może w drugim etapie sprawdzić, czy
wymieniane urządzenie może być zastosowane w tym miejscu. Następnie w trzecim etapie przypisany zestaw parametrów jest odczytywany, a w czwartym etapie jest on zapisywany w urządzeniu poprzez IO-Link. Użytkownik musi się jedynie zatroszczyć o wymianę
mechaniczną, wszystko inne szybko i bezpiecznie wykonuje układ
sterowania w sposób automatyczny.
obrabiarki specjalne, i wymienia zalety w codziennym użytkowaniu.
„Dzięki IO-Link mamy po prostu więcej czasu na testowanie maszyny i przygotowanie jej do ostatecznego odbioru.”
Rozwiązania do wagi ciężkiej
Także firma Dörries Scharmann Technologie z siedzibą w Mönchengladbach odkryła IO-Link jako standard z perspektywami na przyszłość. Łączna waga wiertarko-frezarki Heavyspeed 2 służącej do
obróbki od średnich po bardzo duże części przy budowie maszyn
i urządzeń to ok. 200 ton. W ramach modernizacji koncepcji elektryki
i sterowania zaplanowano optymalizację koncepcji instalacji dla serii
Heavyspeed. Dziś moduły IO-Link-Master połączone są z czujnikami
ciśnienia IO-Link za pomocą przewodów trójżyłowych. Czujniki monitorują centrale smarowanie i ciśnienie hydrostatyczne osi.
Bezpośrednio podłączone do Masterów IO-Link koncentratory wejść
/ wyjść zbierają liczne sygnały z czujników i elementów wykonawczych. Tego typu koncentratory stosowane są przykładowo w magazynie narzędzi Heavyspeed: do każdego koncentratora, który posiada własne zasilanie, podłączonych jest siedem czujników i siedem
zaworów. Wszystkie sygnały są przekazywane za pomocą trójżyłowego, standardowego przewodu do oddalonego o 20 metrów
gniazda Mastera IO-Link w agregacie hydrostatycznym i dzięki temu
są one dostępne dla układu sterowania poprzez Profibus DP. „W wyspach zaworowych, podłączonych teraz za pomocą zwykłych prze-
W przypadku konstrukcji obrabiarek specjalnych ze względu na niewielką liczbę sztuk, stworzenie oddzielnego oprogramowania dla tego rodzaju automatyzacji przy parametryzacji może być niewykonalne. Dlatego specyfikacja IO-Link umożliwia zintegrowane w Masterze
IO-Link przechowywanie danych i automatyczną replikacją parametrów.
Więcej czasu na najważniejsze sprawy
Przekonujący przykład uproszczenia instalacji jest widoczny w instalacji montażowej firmy SMR. System ten montuje zawory w sprzęcie AGD w sposób całkowicie zautomatyzowany. W instalacji pracują łącznie 22 4-kanałowe moduły Master IO-Link do sieci Profibus. Do
systemu podłączonych jest 17 czytników RFID, 19 wysp zaworowych
i 28 koncentratorów czujników. Warto zauważyć, że zupełnie różne
zadania, jak odczyt danych z systemu RFID, sterowanie wyspami zaworowymi i gromadzenie danych z czujników binarnych, realizowane
są w ten sam jednolity sposób. Dzięki temu w całej instalacji stosowane są zasadniczo tylko dwa rodzaje przewodów: Profibus i standardowy przewód do czujników. Wszystkie przewody specjalne, także przewody do pierwotnie planowanych czytników RS232, zostały usunięte
z instalacji. Dzięki temu zaoszczędzono ponad 500 pojedynczych okablowań. „Dzięki IO-Link mogliśmy pozbyć się pracochłonnego okablowania równoległego, które oznaczało olbrzymi nakład czasu”, mówi
Christian Wüst, dyrektor zarządzający w firmie SMR, wytwarzającej
26
Rys. Dörries Scharmann Technologies
Rys. Comau
W komorze montażowej głowic cylindrowych Smart Cell marki Comau pracują naprzemiennie dwa ramiona robota. Gdy jedno ramię montuje, drugie przygotowuje się do następnej czynności wymieniając potrzebne narzędzia. Sprzęgła indukcyjne IO-Link przenoszą moc 12 W do wymienianego narzędzia, a dane
z czujników przekazywane są w przeciwnym kierunku.
wodów trój- lub pięciożyłowych, posiadających nawet do 16 wyjść,
zalety IO-Link w odniesieniu do instalacji są najbardziej widoczne”,
twierdzi Christian Nientimp, kierownik funkcjonalny ds. sprzętu elektrycznego w Dörries Scharmann Technologie GmbH (DST). Ponadto dzięki IO-Link zwolniła się dodatkowa przestrzeń w i tak ciasnej
już szafie rozdzielczej, która także znajduje się na pomoście: o ile
przedtem większa część czujników i elementów wykonawczych była łączona do modułów sieciowych o stopniu ochrony IP 20, o tyle
teraz są one bezpośrednio połączone z koncentratorami o stopniu
ochrony IP 67 za pomocą znacznie prostszej instalacji przez Master
IO-Link.
Perspektywy
IO-Link ma jeszcze sporo niewykorzystanego potencjału: ten nowy
standard komunikacji oznacza nie tylko oszczędność czasu i redukcję okablowania, lecz także uproszczone koncepcje parametryzacji
i diagnozowania. Szczególnie wówczas, gdy w instalacji znajduje się
wiele czujników i urządzeń IO-Link, możliwa jest ich parametryzacja
na poziomie centralnym w oparciu o oprogramowanie, a co za tym
idzie oszczędzając mnóstwo czasu. Ponadto IO-Link otwiera dostęp
do poziomu procesów, dzięki czemu możliwe jest powstawanie nowych, sięgających w głąb koncepcji diagnostycznych i nowych możliwości zdalnej obsługi.
Standardowe wtyczki zamiast konfekcjonowania specyficznego okablowania dla danego narzędzia
Tłocznia Läpple korzysta z jeszcze innych zalet standardu IO-Link.
Przygotowane do wymiany narzędzia do tłoczenia są wyposażone w czujniki i elementy wykonawcze, podłączane są one ręcznie za
pomocą wielożyłowego przewodu i złącza. Pod względem długości
i liczby sygnałów przewód ten jest dostosowany do potrzeb konkretnego narzędzia. Za pomocą zwor w złączu wielopinowym generowany jest kod identyfikacyjny, który rozpoznaje narzędzie. Jeśli przewód został uszkodzony w trakcie eksploatacji, następowały
przestoje trwające dwie godziny, czyli tyle, ile było potrzeba na wytworzenie nowego kabla. Dziś do narzędzia podłączony jest koncentrator IO-Link, który można dowolnie konfigurować dla wejść i wyjść.
Zgodnie ze standardem IO-Link jest on podłączony do układu sterowania za pomocą zwykłego przewodu do czujników. Podczas
gdy poprzednie okablowanie wymagało specyficznego dla narzędzia
konfekcjonowania opartego na połączeniach lutowanych, obecnie
rozwiązanie IO-Link oparte na złączach wtykowych dostępne jest na
wyciągnięcie ręki. Także do identyfikacji narzędzi IO-Link zapewnia
doskonałe rozwiązanie. Jak każde urządzenie
IO-Link koncentrator zawiera parametry do zapisu i odczytu. Specjalnym parametrem jest tak zwany „Application specific Tag” („Tag
specyficzny dla aplikacji”). W parametrze tym firma jednorazowo zapisuje podczas parametryzacji offline za pomocą Mastera IO-Link ze
złączem USB 2-bitowy kod identyfikacyjny dla danego narzędzia.
Rys. Dörries Scharmann Technologies
W instalacji Heavyspeed 2 zastosowano komponenty IO-Link trzech różnych
producentów. Współpraca między komponentami przebiega bez zakłóceń.
www.balluff.pl
27
Systemy i usługi
Sieci przemysłowe i połączenia
Identyfikacja przemysłowa
Detekcja obiektów
Pomiar drogi i odległości
Pomiar ciśnienia i poziomu
Akcesoria
Balluff Sp. z o.o.
ul. Muchoborska 16
54-424 Wrocław
Tel. 71 338 49 29
Fax 71 338 49 30
[email protected]
Nr dok 913890, Materiał: 238450, Wydanie: 1304 PL;
zastrzega się prawo do dokonywania zmian.
28
www.balluff.pl