W sektorze automatyki przemysłowej I/O-LINK służy jako końcowe łącze do różnych siłowników i czujników. Wraz z rozwojem wzajemnie połączonych technologii komunikacyjnych, I/O-LINK napędza ciągłe wdrażanie innowacyjnych aplikacji w sterowaniu i komunikacji przemysłowej, cyfryzacji przemysłu i Internecie przemysłowym w erze inteligentnej produkcji Przemysłu 4.0. Dzisiejsza dziedzina automatyki przemysłowej wymaga czujników pomiarowych o wystarczającej elastyczności,-umożliwiającej szybkie dostosowanie parametrów i bezproblemową współpracę z różnymi typami czujników. Wymaga to technologii elastycznego interfejsu komunikacyjnego, co wyjaśnia ogromny potencjał aplikacji I/O-LINK na rynku automatyki przemysłowej.
Prężnie rozwijający się rynek-LINK we/wy
Według raportu z badania rynkowego przeprowadzonego przez QYR, globalny rynek technologii I/O-LINK osiągnął sprzedaż w 2021 r. na poziomie 2,403 miliarda dolarów, a do 2028 roku ma wzrosnąć do 4,742 miliarda dolarów, co stanowi złożoną roczną stopę wzrostu (CAGR) na poziomie 10,24%. Pod względem regionalnym rynki Azji-Pacyfiku i Europy dominują obecnie na całym świecie, przy czym Chiny odnotowują szczególnie szybki wzrost. Wielkość rynku I/O-LINK w Chinach w 2021 r. wyniosła około 286 milionów dolarów, co stanowiło około 11,88% całkowitej wartości globalnej. Przewiduje się, że do 2028 r. osiągnie on wartość 745 mln dolarów, co będzie stanowić 15,70% ówczesnego udziału w rynku światowym. Ponadto, jak wynika z obliczeń stowarzyszenia I/O-Link Association dotyczących opłat licencyjnych za terminale, liczba węzłów-łączy I/O odnotowała gwałtowny wzrost w ostatnich latach. W latach 2018–2019 globalne dostawy utrzymywały się na poziomie około 11,4 miliona węzłów, ale do 2021 r. wzrosły do 21 milionów-, czyli prawie się podwoiły w ciągu zaledwie jednego roku. Poza rozwojem węzłów końcowych, liczba członków stowarzyszenia I/O-Link Association wzrosła ze 100 firm w 2016 r. do ponad 400 obecnie, a liczba ta stale rośnie. Zapotrzebowanie na rynku jest jasne: jako szeregowy protokół komunikacji cyfrowej typu punkt-punkt-punkt-punkt, I/O-Link znacząco rozwija automatyzację przemysłową. Jego coraz szersze zastosowanie umożliwi pokonanie „ostatniej mili” komunikacji dla podstawowych urządzeń polowych.
I/O-LINK Wypełnia lukę w komunikacji przemysłowej
W sektorze przemysłowym protokoły komunikacji przemysłowej Ethernet, takie jak PROFINET, CC-Link, EtherNet/IP i EtherCAT są niewątpliwie znane wielu osobom. Jako kolejna technologia komunikacyjna, I/O-Link rozszerzyła się z rynku europejskiego do regionu Azji-Pacyfiku, skutecznie stawiając czoła różnym wyzwaniom związanym z projektowaniem czujników, takim jak rozpraszanie ciepła, ograniczenia rozmiaru i aktualne możliwości napędu. Można założyć, że I/O-Link konkuruje z uznaną komunikacją przemysłową, taką jak PROFINET, CC-Link i EtherNet/IP. Tak nie jest. W architekturach przemysłowych sieci czujników łącze I/O- zajmuje najniższą warstwę, funkcjonując jako technologia komunikacyjna zaprojektowana specjalnie dla sieci czujników. Chociaż może łączyć się z warstwą sterowania, otwierając drzwi do wzajemnych połączeń przemysłowych, jego podstawowa zdolność polega na niezależnym stawianiu czoła wyzwaniom komunikacyjnym na poziomie urządzeń obiektowych, bez polegania na magistralach polowych lub zakłóceń z ich strony. Wąskie gardła tradycyjnych systemów sterowania automatyką przemysłową są oczywiste: wszystkie czujniki przesyłają dane lub otrzymują polecenia ze sterowników PLC za pośrednictwem fizycznych kabli. Dostosowanie parametrów czujnika wymaga wielu kroków, co skutkuje słabymi możliwościami konfiguracyjnymi. Co więcej, systemy te opierają się głównie na zastrzeżonych protokołach-jednokierunkowej, analogowej wymiany informacji i nie mają możliwości diagnostycznych. Dane analogowe są również podatne na zakłócenia szumowe, co utrudnia utrzymanie integralności w różnorodnych środowiskach elektromagnetycznych w warunkach przemysłowych. I/O-Link rewolucjonizuje podstawową architekturę komunikacji przemysłowej, przekształcając tradycyjne systemy sterowania automatyką. Krótko mówiąc, zapewnia elastyczną konfigurację czujników, niezawodną komunikację sygnałów cyfrowych i wysoce skalowalne możliwości dwukierunkowe w środowiskach przemysłowych. Metoda transmisji pakietów I/O-Linka przydziela wiele podstacji pomiędzy sterownikiem PLC a czujnikami-niższego poziomu. Podstacje te agregują dane z czujników przed przesłaniem w górę, co skutkuje coraz prostszym okablowaniem komunikacyjnym w miarę wzrostu hierarchii danych. Jako technologia niezależna od producenta-i niezależna od magistrali-fieldbus, I/O-Link dostarcza dane procesowe i identyfikację diagnostyczną w całej strukturze instalacji, nawet w przypadku najprostszych czujników i elementów wykonawczych, eliminując skomplikowane połączenia.
Wsparcie producentów półprzewodników dla wejść/wyjść-LINK
Wielu producentów półprzewodników opracowało pasujące układy scalone transceiverów zarówno dla urządzeń głównych, jak i podrzędnych, uznając potencjał I/O-LINK w komunikacji przemysłowej. Na przykład firma STMicroelectronics oferuje układy scalone transiwerów zarówno dla urządzeń nadrzędnych, jak i podrzędnych I/O-LINK, z różnymi udoskonaleniami dostosowanymi do różnych czujników. Na przykład model L6360 zawiera wewnętrzne obwody-high, low- oraz push-pull, co zapewnia efektywne sterowanie linią sygnałową łącza we/wy-link. L6364 obsługuje dwa kanały komunikacyjne, w tym konwerter DC/DC i podwójny{11}tryb UART, a jednocześnie umożliwia konfigurowalne podwajanie wyjścia w celu zwiększenia mocy napędu. Umożliwia to elastyczną konfigurację diagnostyczną urządzeń końcowych. TI kładzie szczególny nacisk na niezawodność-we/wy modułu nadawczo-odbiorczego łącza. Wszystkie wypuszczone na rynek układy scalone transiwerów zawierają ochronę przeciwprzepięciową, regulowane sterowniki ograniczające przetężenie i zmniejszone efekty przeregulowania dzięki niższym współczynnikom narastania sterownika. Przejęcie firm Lintek i Maxim przez ADI uzupełniło portfolio komunikacji przemysłowej. Układy scalone transceiverów, takie jak MAX14819 firmy Maxim, charakteryzują się udoskonalonymi parametrami podstawowymi, takimi jak ograniczenie prądu,-rezystancja i maksymalna temperatura robocza. Zawierają również dodatkowe komponenty, takie jak regulatory buck i LDO, upraszczające dostarczanie zasilania do komponentów elektronicznych w czujnikach i siłownikach.
Streszczenie
Jako pierwsza na świecie standaryzowana technologia we/wy, IO-LINK skutecznie integruje protokoły na poziomie urządzenia i-sterowania. Eliminuje wady technologii magistrali polowej, zapewniając niezawodną zintegrowaną komunikację od-poziomu pola niższego poziomu do poziomu sterowania. Technologia IO-LINK ma szansę stać się „USB branży automatyki”.