Si te consideras un apasionado de la tecnología y estás buscando expandir tus conocimientos en el mundo de la automatización industrial, ¡no puedes perderte este artículo! Hoy nos adentraremos en el fascinante universo de los IO-Link, una tecnología revolucionaria que está cambiando la forma en que se comunican los dispositivos en la industria. Descubre qué es un IO-Link y cómo funciona, ¡te sorprenderás con todo lo que puede ofrecerte!
En este artículo, aprenderemos cómo funciona un IO-Link. El IO-Link es un poderoso protocolo de comunicación que es un protocolo de comunicación en serie punto a punto cada vez más implementado.
El enlace IO se utiliza para comunicarse con sensores y/o actuadores. El enlace IO amplía el estándar de PLC IEC 61131 reconocido mundialmente. El enlace IO también permite el intercambio de tres tipos de datos: datos de proceso, datos de servicio y eventos. La mayoría de los fabricantes de sensores y empresas de fabricación industrial se han unido al consorcio internacional IO-Link para promover el protocolo de comunicación IO-Link. IO-Link tiene muchas ventajas sobre los IO estándar.
Cuatro generaciones de automatización
Antes de profundizar en el tema, veamos las cuatro generaciones de automatización.
- Primera revolución: La primera revolución de la automatización se ocupó de la transición del trabajo manual a sistemas que funcionan con motores de vapor o agua y otras máquinas herramienta.
- Segunda Revolución: La segunda revolución de la automatización hizo el uso del acero y la electricidad en las industrias. La eficiencia aumentó debido a la electrificación. Los sistemas también se volvieron más confiables. La producción de líneas de montaje también comenzó durante la segunda revolución de la automatización.
- Tercera Revolución: La tercera revolución de la automatización hizo uso de computadoras, PLC, robótica, automatización digital y redes. Esto hizo que aumentar y controlar la producción fuera más fácil y mucho más eficiente.
- Cuarta Revolución: La cuarta revolución de la automatización hace uso de IoT (Internet de las cosas), ciberseguridad, acceso a datos en tiempo real, conectividad de redes grandes y pequeñas, etc.
En la cuarta revolución, hay muchas tecnologías que ayudan en la codificación y fabricación inteligente. Uno de ellos es el enlace IO.
¿Qué es IO-Link?
Comprendamos ahora el enlace IO en detalle.
El enlace IO es una solución de interfaz que se comunica con una amplia variedad de datos relacionados con el sensor y los actuadores. El enlace IO se comunica de una manera rápida, fácil y basada en datos. IO link tiene un protocolo de red industrial punto a punto que proporciona una variedad de datos de sensores y actuadores.
A diferencia de los sensores normales, los sensores y actuadores con el enlace IO brindan otros datos junto con solo las señales que brindan Salida digital o salida analógica. El protocolo de enlace IO también proporciona información como la configuración básica del dispositivo, predicción de longevidad, operación o mantenimiento efectivo, diagnóstico e información de estado.
De manera similar al protocolo HART, en el protocolo de enlace IO también se puede configurar un dispositivo directamente desde el PLC o un controlador y permitir configuraciones de reemplazo rápido. De esta manera, la eficiencia de la automatización aumentaría, el tiempo de inactividad se reduciría y ayudaría a disminuir las actividades de mantenimiento. No se necesitan cables adicionales para esta comunicación de datos. Al igual que en el protocolo HART, los cables de 3 hilos se utilizan en los sensores.
¿Qué te ofrece IO-Link?
- Es un protocolo de comunicación digital estándar global IEC 61131-9
- IO-link configura fácilmente la comunicación punto a punto.
- IO-link se puede conectar a sistemas de control con sistemas de bus de campo basados en Ethernet, como EtherNet/IP, PROFINET y AS-i.
Tipos de datos comunicados en IO-Link
Como se mencionó anteriormente, puede permitir el intercambio de tres tipos de datos. Ellos son:
1. Datos de proceso
Los datos de proceso tienen datos de entrada o salida. Muestra el último estado del sensor o comunica el estado deseado del actuador. La comunicación tiene lugar durante cada ciclo de comunicación. Por lo general, toma alrededor de 2 milisegundos. Puede contener datos entre 1 bit y 32 bytes de información. Los datos de proceso tienen la información real del sensor o actuador (por ejemplo, conteos sin procesar o valor actual).
2. Datos de servicio
Las Unidades de protocolo de datos de servicio (SPDU) permitirán al usuario recuperar información detallada sobre el dispositivo. Puede comunicar casi todo, desde información básica del dispositivo (por ejemplo, versión, tipo, número de serie, etc.) hasta información avanzada (por ejemplo, configuración, diagnóstico detallado o estado). Puede comunicarse usando hasta dieciséis mil bloques. De estos, algunas partes son estándar para el protocolo, pero los fabricantes de dispositivos pueden poner a disposición cualquier información o configuración necesaria.
3. Datos del evento
Los eventos que ocurren muy raramente se incluyen en los datos del proceso. Pero estos deben ser informados sin esperar a que SPDU ((unidad de datos de protocolo de servicio) para ser consultado y puede ser entregado utilizando la función de eventos de IO-link. Esto permitiría enviar información estándar o específica del proveedor sobre algunas alarmas o mensajes informativos cuando se encuentren.
¿Por qué usar el enlace IO?
Los sensores de enlace IO se pueden instalar en casi todas partes, en lugar de sensores analógicos o digitales. Proporcionarían significativamente más información, capacidad de configuración y control. El enlace IO tiene muchas ventajas desde la instalación hasta la operación y el mantenimiento. Los siguientes son los buenos puntos del enlace IO.
Instalación y puesta en marcha
En el caso de un sistema nuevo o en el caso de la actualización de un sistema existente, el enlace IO hará que la instalación y puesta en marcha de un sistema sea menos exigente en comparación con la instalación de una máquina tradicional. Los cables y conectores estándar se utilizan para reducir la complejidad del cableado al eliminar el requisito de cables, conectores o terminadores personalizados.
Eficiencia operativa
La capacidad de los enlaces IO para identificar dispositivos y brindar acceso a los parámetros de los dispositivos brinda mucho más control que los sensores tradicionales.
Mantenimiento
Los eventos de enlace IO identifican problemas y posibles errores antes de que ocurran. Por ejemplo, un sensor enviará automáticamente una señal al PLC si las baterías se están agotando. Por lo tanto, se puede realizar un mantenimiento que evitará el tiempo de inactividad de la máquina.
¿Cómo funciona IO-Link?
La tecnología de enlace IO funciona en el protocolo maestro-esclavo. El dispositivo maestro de enlace IO conecta varios dispositivos esclavos al controlador, digamos PLC, mediante una conexión estándar de 3 hilos. La asignación de pines del IO-Link se indica a continuación.
Según IEC 60974-5-2, la asignación de pines se especifica de la siguiente manera:
• Pin 1: 24 V
• Pin 3: 0 V
• Pin 4: Línea de conmutación y comunicación (C/Q)
El maestro generalmente tiene 8 puertos y puede procesar tanto señales digitales como analógicas. La conexión se realiza mediante los puertos M5, M8 y M12. La comunicación es rápida, normalmente entre 400 microsegundos y 2 milisegundos. La transferencia de datos es bidireccional. Existe una conectividad serial punto a punto para señal y potencia. La arquitectura de la comunicación IO-Link se proporciona a continuación.
La distancia máxima para la conexión de un dispositivo es de 20 metros.
Los protocolos de comunicación que utiliza el maestro para la comunicación con el PLC son Modbus, Profinet, Ethernet IP, etc.
¿Qué son los modos de funcionamiento de IO-Link?
Los siguientes son los modos de funcionamiento de IO-Link.
1. Modo de funcionamiento IO-Link
En el modo de funcionamiento IO-Link, el puerto se utiliza para la comunicación IO-Link.
2. Modo de operación DI
El puerto actúa de la misma manera que un dispositivo de entrada digital en el modo DI.
3. Modo de funcionamiento DQ
En este modo, el puerto actúa de la misma forma que un dispositivo de salida digital.
4. Modo de funcionamiento desactivado
El cuarto modo de funcionamiento de IO-Link es el modo Desactivado. En el modo de funcionamiento desactivado, el puerto no se utiliza, no está asignado a ningún otro modo y está reservado.
Ventajas de IO-Link
- Utiliza cables estándar M8 o M12 sin blindaje de hasta 20 metros
- Posibilidad de enviar y recibir datos significativos.
- Sin pérdida de conversión: recibe los valores medidos digitalmente y procesa los datos directamente del sensor sin pérdidas de conversión.
- Programación y monitorización de datos a través de software
- registro de datos de eventos y datos de diagnóstico
- Uso binario (0 y 1) de sensores en modo SIO
- Uso de funciones digitales adicionales en modo COM
Error 403 The request cannot be completed because you have exceeded your quota. : quotaExceeded