Transcript IO-Link sensor

De PROFIBUS,
PROFINET &
IO-Link dag
2011
Share our Vision for
Automation
IO-Link
2
De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2011
IO-Link
Eenvoudige, open standaard
communicatie interface
Bidirectionele point to point
verbinding
Geen nieuw BUS systeem maar
een extensie op een bestaande
BUS
100% compatibel met de
bestaande veldbus communicatie
platformen
(PROFIBUS, PROFINET, enz…)
IO-LINK IS GEEN NETWERK!
Gebruik van standaard niet
afgeschermde 3-draads kabel
voor al uw aansluitingen.
IO-Link
IO-Link is een open standaard oplossing
Stichtende leden
Andere leden
B&R
Baumer
Bernstein
Contrinex
Elmos
Hilscher
Hydac
Lütze
Murr Elektronik
ST Microelectronics
TMG
WAGO
Wenglor
IO-Link
IO-Link: de werking
Een IO-Link mastermodule is een
slave node op een bestaand
Profibus of ProfiNet netwerk.
Profibus or ProfiNet
Discrete IO sensoren en/of
intelligente IO-Link sensoren
kunnen op deze module
aangesloten worden.
IO-Link componenten gebruiken
standaard 3-draads kabel met 4
pin M12 stekker om informatie
door te sturen.
(lengte tot 20 meter)
RFID
Intelligente sensoren
Digitale/analoge
IO modules
Druksensoren
IO-Link componenten configureer
je in dezelfde software die door de
PLC gebruikt wordt.
IO-Link: de werking
De IO-Link master is een slave node op Profibus of Profinet
Voor de integrating van de IO-Link master op PROFIBUS of
PROFINET moet je de IO-Link master GSD file (Generic Station
Description) in je PLC engineering tool installeren.
Systeem
configuratie
PROFIBUS
configurator
PLC
Generic Station Description (GSD) Files
IO-Link: de werking
Communicatie tussen IO-Link master en conventionele
sensoren of IO-link componenten
IO-Link gebruikt bestaande 24V point-to-point bedrading tussen
sensoren/actoren/componenten en IO kanalen om data te communiceren via
een standaard UART-protocol over afstanden tot 20 meter.
Baud rates van 4.8 kBit/s, 38.4 kBit/s en 230,4 kBits/s zijn mogelijk.
Conventionele IO-sensor signalen worden cyclisch verzameld door de IO-Link
master in SIO (Standard I/O) mode.
Naast process data kan er parameter, diagnose en service data naar de
sturing gecommuniceerd worden.
IO-Link: de werking
Communicatie tussen IO-Link master en conventionele
sensoren of IO-link componenten
Er zijn 3 basis communicatie types:
schakel status (cyclisch binair)
cyclische process data (cyclisch serieel)
of component parameters (acyclisch serieel)
Elke combinatie van de 3 varianten is ook mogelijk.
IO-Link
boodschap
Data
Typ. Data
hoeveelheid
Typ. data transmissie tijd
(op 38.4 kBit/s)
Standard I/O
(SIO mode)
cyclisch,
binair
1 bit
< 0.1 ms
Proces data
(IO data)
cyclisch,
serieel
1 byte... 32 bytes
2.3 ... 32 ms
Device
parameters/
Diagnose data
acyclisch,
serieel
1 byte... 32 bytes
2.3 ... 32 ms
IO-Link: de werking
IO-Link …compatibele pin configuratie
Standaard sensor
PIN
Signal
Beschrijving
1
L+
24 Volt
3
L-
ground
4
Q
switching output
PIN
Signal
Beschrijving
1
L+
24 Volt
3
L-
ground
4
C/Q
communication
switching output
L+
2
1
Q
4
2
24V
Standaard
3
0V
L-
EN 60947-5-2
IO-Link sensor
( gecombineerde schakel status
en data kanaal )
L+
2
1
4
C/Q
3
SIO
24V
0V
IO-Link
L4,8kBaud
38,4kBaud
2
230,4kBaud
IO-Link: de werking
Informatiestroom tot de laatste meter
Procesdata (cyclisch)
Profibus, Profinet, ...
Binaire signalen I/O‘s
Analoge signalen
Analoge waardes worden gedigitaliseerd en
via continu communicatie overgedragen
Servicedata (acyclisch)
Parameterdata
bv. Achtergrondonderdrukking van een fotocel,
normaal open of normaal gesloten werking, min/max waardes, hysteresis
Diagnosedata
bv. Vervuilingsindicatie, drukverlies, temperatuuroverschrijding
IO-Link: de werking
Proces datakanaal en service datakanaal
Telegramframes
Master Request Telegram
CMD
CHK/TYPE
Service
Device Reply Telegram
Master Request Telegram
CMD
Device Reply Telegram
CHK/TYPE
Process
Process
CHK/STAT
Process
Process
CHK/STAT
Service
Updatecyclus voor proces- en servicedata typisch 2ms
Dit met een Baudrate van 38,4 kBaud
IO-Link: de werking
IO-Link …informatie stroom
M12
M12
1
1
4
2
3
IO-Link Device
1 standaard kabel
Standard Verbindungskabel
4
2
3
IO-Link Master
IO-Link: de werking
Huidige IO-Link componenten
IO-Link Master
Standaard
sensor
Standaard
sensor
IO-Link
Standaard
sensor
IO-Link
Ventieleiland
stekker
IO-Link
RFID systeem
IO-Link Remote
Optische laser
afstand sensor
Draadloze verbinding van
standaard I/O sensoren
0/1
0/1
0/1
standaard
sensoren
IO-Link
Kostenbesparend en simpel
IO-Link: installatie
Waarom IO-Link versus traditionele veldbus structuur?
Typisch op een veldbus module gebaseerd Profibus netwerk
In dit geval 5x de kostprijs van een veldbus
met telkens de noodzakelijke bus chipset
Hoge kost per bus aansluitpunt!
IO-Link: installatie
Waarom IO-Link versus traditionele veldbus structuur?
Reductie van het aantal
Profibus/Profinet nodes, minder
modules met de extra cost van de
chipset, meer I/O’s per node
Echte gedecentraliseerde I/O
modules installeren op plaatsen
met een hoge I/O concentratie,
kortere kablering nodig
Altijd uitbreidbaar, vanaf de IOLink module gebruik je enkel
goedkopere standaard niet
afgeschermde 3-draads kabel
IO-Link, de beste keuze !!!
IO-Link: installatie
Modulair, flexibel, uniek
Veldbus kabel
Power kabel
Veldbus kabel
Power kabel
Aantal digitale signalen:
3-draads kabel
Sensor-/Actor hub
Sensor-/Actor hub
Sensor-/Actor hub
Sensor-/Actor hub
Tot 76 signalen op 1 veldbus-node
(Profibus, Profinet…) mogelijk!
Bijvoorbeeld:
40 inputs  36 outputs…
60 inputs  16 outputs…
IO-Link: installatie
IO-Link en analoge componenten
PLC
Profibus, ProfiNet, ...
Kabel splitter
IP67
?
4 x AI
Power on
C/Q 8
C/Q4
C/Q7
C/Q3
8 x DIO
Laser afstand sensor
shielded
Afgeschermde
meeraderige kabel
M12
8 polig
1 Analoge out
2 Digitale out
1 Digitale in
!
IO-Link: installatie
Huidige situatie in de schakelkast
Verzamelen van sensorsignalen
32 inputs
64 inputs
IO-Link: installatie
Evolutie in het kableren van schakelkasten dringt zich op!
Sensoren en ventieleilanden meestal rechtstreeks in de schakelkast aangesloten.
Groter risico op foutieve kablering.
Vervangen van componenten vergt meer tijd.
Kableren is tijdrovend.
Veel plaats vereist.
Control
cabinet
IO-Link: installatie
22
Conventionele kablering
De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2011
IO-Link: installatie
Installatie met veldbussen en IO-Link
Stuurkast
Decentrale installatie
Kleinere schakelkasten vereist.
Vereenvoudigde kablering.
Minder terminals
Modulair en beter geschikt voor uitbreidingen.
Veldbus kabel
Power kabel
Kablering tussen de
segmenten gebeurt met
standaard verbindingskabels
Segment 1 Segment 2 Segment 3 Segment 4
Verschillende
machinesegmenten
Segment 7
IO-Link: installatie
Standaard Profibus benadering
Standaard Profibus Input
Modules (High Cost)
High Flex/Torsion Profibus kabel
(Very High Cost)
Robot stuurkast
1 kabel naar de PLC, gemakkelijk
om te programmeren (Low Cost)
IO-Link: installatie
IO-Link - Profibus benadering
IO-Link Input Sensor Hubs
(Low Cost)
High Flex/Torsion M12 TPE kabel
(Low Cost)
Robot stuurkast
IO-Link Master Module 1 kabel naar de PLC, gemakkelijk
om te programmeren (Low Cost)
(Moderate Cost)
IO-Link: installatie
IO-Link: “The next generation” oplossing voor uw installaties
De installatievoordelen
Kost efficiente interfacing van alle bestaande producten.
Complexere intelligente producten direct aansluiten op IO-Link.
Conventionele analoge of digitale producten aansluiten via een
IO-Link sensorhub.
Geen verwarring meer tussen verschillende soorten
aansluitkabel (afgeschermd of niet, 3 aderig of meeraderig en
andere speciale kabel.
IO-Link vereenvoudigt drastisch uw installatiewerk dankzij zij
gebruik te maken van 1 type standaardkabel
IO-Link
Snel en efficiënt vanuit de sturing
IO-Link: parametersetting
Automatische parameter setting van IO-Link sensoren
via PLC functiebloks
Fieldbus/ Sensor-/Actuator bus
Communication
Industrial Ethernet
IO-Link
IO-Link: parametersetting
In een conventionele installatie veroorzaakt het instellen
van de schakelpunten een te lange machinestilstand.
manuele
afregeling van de
schakelpunten
Afstand sensor
Tijdsrovende manuele instellingen
Schakelpunt
Nieuw
schakelpunt
IO-Link: parametersetting
Parameter download via IO-Link
.… bespaart u lange machine stilstanden
Laser afstand sensor
Nieuwe schakelpunt parameter settings
worden via IO-Link gedownload.
Schakelpunt 1 … … … 4
IO-Link: parametersetting
Sleep het juiste IO-profiel naar de correcte poort
en pin, dit voor elke IO-Link sensor.
Drag, Drop, and Assign Data Addresses
IO-Link: parametersetting
Net zoals het uitpakken van modules op een
Siemens ET 200 Pro
Drag, Drop, and Assign Data Addresses
IO-Link: parametersetting
Cyclische Data
Acyclische parameters
Voorbeeld van de sensor hub parameter
Toegang via functieblok
Data opslag in data file
Werkt in de PLC
IO-Link: parametersetting
Function block
Program code
Running in PLC
Reads and writes parameter of IO-Link sensors
Direction
Index (Direct Parameter Page)
Index (Service Parameter File)
Sub index (Service Parameter File)
Length of data field
Transmission finished
Transmission ok
…
…
…
IO-Link
U weet meteen wat er mis gaat
IO-Link: diagnose
Vervuilingsindicator
Een IO-Link telegram zorgt ervoor dat diagnose
gegevens centraal tot in de PLC beschikbaar zijn.
IO-Link: diagnose
Diagnose biedt tal van extra gebruikersvoordelen
Een paar toepassingsvoorbeelden:
Drukverlies bij pneumatische actuatoren.
Temperatuurdrift- en/of overschrijdingen.
Drukoverlast of min/max overschrijdingen bij druksensoren.
Vervuilings- of stabiliteitsindicator bij optische sensoren.
Extra schakelpuntenoverschrijding bij meetsensoren.
Hubs met single channel monitoring bewaken elke indviduele sensor
en melden kortsluiting, overbelasting (inductief, capacitief, ultrasoon,
enz….)
IO-Link: diagnose
IO-Link: “The next generation” oplossing voor uw installaties
De voordelen
Remote access voor al uw sensoren.
Gecentraliseerd diagnose en onderhouds management
Diagnose zonder extra kostelijke bekabeling
Foutsignalisatie tot op het sensor/ actuator niveau
Gereduceerde machine stilstand tijden
IO-Link: uw voordelen
Vereenvoudigde decentrale structuur en tot 20m kabellengte per poort
IO-Link is geen extra nieuw bus systeem maar een intelligente I/O interface
Gebruik van standaard 3-draads kabel voor alle signalen
Signaal transmissie zonder afgschermde kabel is error proved
Drastische reductie van de installatie- en kableringskost
Parameter settings blijven bewaard in de PLC.
Diagnose tot op het sensorniveau
Onderhoudsingreep gebeurt snel en is eenvoudig.
Parameter setting wordt kinderspel. (drag & drop)
Dunnere en meer flexibele kabels leiden tot kleienre kabelbanen
Niet meer afhankelijk van speciale oplossingen afwijkend van de standaard
dankzij de 3-polige standaard M12 connector.
Voor de conservatieven blijft een installatie met bestaande IP20-technologie en
interface kaarten een optie.
Het is een open systeem >>> www.io-link.com
IO-Link
Samengevat
Maakt gebruik van al de bestaande intelligentie in de
sensor / actuator
Minder interfaces dankzij de standaardisatie
Comfortabele parameter up- en download
Gecentraliseerde diagnose van heel de machine of productielijn
IO-Link
IO-Link: u weet echt alles
Het voorbeeld van de afstandsensor
Afstandswaarde (13 bit)
Laser on/off functie
Lens vervuilingsdetectie
4 instelbare schakelpunten.
Dit alles met slechts 1 standaard 3-draads kabel
IO-Link
DANK U