por Svenja Litz
Listos o no, la Industria 4.0 está aquí. La fabricación se está digitalizando y automatizando, integrando tecnologías como big data, realidad virtual y aumentada y robótica.
Según un informe reciente de McKinsey, las empresas pueden esperar aumentos del margen bruto del 30% en solo dos años mediante la implementación de herramientas digitales como la automatización y el análisis.
Detrás de escena, actuando como habilitador de la Industria 4.0, está IO-Link. Como protocolo de comunicación simple, punto a punto, IO-Link conecta sensores y actuadores con un IO-Link Master, que luego convierte esas señales en un mensaje Ethernet industrial. Esta tecnología se puede utilizar en entornos de automatización de fábricas y logística.
IO-Link transforma los sensores tradicionales en sensores «inteligentes» para que puedan comunicarse con más de un parámetro. En lugar de informar solo una señal «baja» o «alta», por ejemplo, un sensor que utiliza el protocolo IO-Link puede transmitir el valor de temperatura real en tiempo real.
Para implementar IO-Link, se tiende un solo cable desde un dispositivo IO-Link (un sensor o actuador) a un IO-Link master que transmite datos desde el nivel de E / S de campo a través de Ethernet a un PLC o sistema en la nube.
A medida que las aplicaciones de fabricación se vuelven más automatizadas, cambian las demandas de los IO-Link masters que recopilan entradas y salidas digitales o señales IO-Link y convierten los datos en un bus de campo o protocolo IIoT.
Esto es lo que hemos notado en términos de la creciente demanda de IO-Link masters:
- Más énfasis en la supervisión y el mantenimiento
El monitoreo de la calidad (examinar las dimensiones, el peso y la apariencia de un componente fabricado) y el mantenimiento predictivo (rastrear el estado, el estado y el rendimiento del equipo en tiempo real) son extremadamente valiosos en una variedad de configuraciones de fabricación para reducir costos, evitar tiempos de inactividad inesperados y hacer un mejor uso de la mano de obra .
Considere, por ejemplo, switches fotoeléctricos con lentes. Es posible que desee que el sensor no solo indique si puede detectar un objeto, sino que también indique cuándo el lente está lo suficientemente sucia como para requerir limpieza. Tener esa información en tiempo real elimina la necesidad de asignar a una persona para limpiar el sensor cada hora o dos, lo que ahorra valiosos recursos laborales y dinero y pueda redirigir al personal a otras tareas críticas.
Este tipo de información adicional se puede transmitir a través de IO-Link a través de un IO-Link master a un PLC o sistema en la nube que permite nuevos servicios de mantenimiento predictivo que antes no estaban disponibles.
- Tiempos de ciclo más rápidos
IO-Link permite el monitoreo remoto de las señales de los sensores y las alertas de estado para identificar y resolver rápidamente los problemas antes de que provoquen un tiempo de inactividad.
La velocidad de automatización juega un papel crucial en la optimización de los procesos de fabricación. Los IO-Link masters ahora deben mantener los tiempos de latencia internos tan bajos que sean posibles tiempos de ciclo de alrededor de 1 milisegundo para garantizar que los datos IO-Link se envíen rápidamente al PLC.
Los IO-Link masters más antiguos de Belden tienen tiempos de ciclo de alrededor de 7 milisegundos; sin embargo, nuestros IO-Link masters más nuevos pueden lograr tiempos de ciclo hasta siete veces más rápidos que las generaciones anteriores.
- Confianza o más protocolos Fieldbus e IIoT
Se están utilizando diferentes protocolos de bus de campo en todas las plantas para respaldar la integración. Tendencias como lotes pequeños y solicitudes personalizadas / individualizadas requieren más flexibilidad y automatización, así como conexiones a varios buses de campo y aplicaciones IIoT.
IO-Link es un proveedor neutral y de bus de campo: puede conectarse a protocolos de bus de campo existentes, como PROFINET, EtherCAT, EtherNet / IP y Modbus TCP. Los IO-Link masters multiprotocolo pueden admitir la conectividad a uno de estos cuatro protocolos de bus de campo para una transmisión de datos rápida y confiable al entorno del PLC.
También ofrecen la posibilidad de elegir entre diferentes protocolos de comunicación directa IIoT, como OPC UA, MQTT, CoAP y REST API, para fomentar la comunicación directa entre la nube y los sensores a nivel de campo.
- Aumento de las necesidades de energía
La producción de corriente también está aumentando a medida que las aplicaciones exigen más potencia. Algunos IO-Link masters pueden estar limitados a proporcionar 500 mA de corriente de salida por puerto. Sin embargo, nuestros nuevos IO-Link masters de última generación pueden ofrecer hasta 2 A de corriente de salida por puerto para admitir tecnología emergente y nuevas aplicaciones sin la necesidad de una fuente de alimentación adicional, importante para actuadores más grandes.
- Protección y seguridad mejoradas
La seguridad es más efectiva cuando opera en una pirámide, ofreciendo protección de arriba hacia abajo.
Por primera vez, nuestros IO-Link masters ahora pueden ofrecer seguridad clara hasta el nivel de campo: sensores, actuadores y dispositivos IO-Link. Esto garantiza que se puedan realizar diagnósticos y mantenimiento remotos seguros sin preocuparse por la manipulación de datos o el uso no autorizado del sistema.
Conozca LioN-X®: una nueva solución maestra IO-Link
La nueva familia LioN-X de Lumberg Automation combina IO-Link masters y módulos de E / S con características únicas que no se encuentran en otros IO-Link masters , incluida la compatibilidad con el protocolo de comunicación OPC UA, características de seguridad certificadas por ACHILLES y salida de corriente de hasta 2 A por puerto.
Con varios protocolos de bus de campo basados en IIoT y Ethernet integrados, los LioN-X e IO-Link masters son una solución rápida, confiable y segura para recopilar, convertir y transmitir datos críticos en entornos de producción automatizados. Debido a su flexibilidad y versatilidad, se pueden utilizar en casi cualquier configuración de automatización de fábrica o automatización logística.
La nueva familia de productos incluye LioN-X y LioN-Xlight, que es una alternativa muy rentable a la solución completa LioN-X. Viene equipado solo con las funciones más importantes para aplicaciones que pueden no necesitar opciones de funciones completas, como la seguridad. Las soluciones de la familia LioN-X también se pueden personalizar para cualquier entorno.
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acerca de la autor
Svenja Litz es directora de producto global en Belden. Se incorporó a Belden en enero de 2020 y es responsable de los sistemas de E / S activos y pasivos. Su enfoque especial está en los temas de IO-Link. En el pasado, trabajó 9 años para un famoso fabricante de sensores y se centró en los productos IO-Link Masters y IO-Link Hub. Esto la ayudó a obtener un amplio conocimiento del mercado sobre los dispositivos IO-Link y otras soluciones de conectividad relacionadas. Svenja tiene una licenciatura de la Universidad Estatal Cooperativa de Baden-Wuerttemberg (DHBW) y una maestría en Administración de Empresas (MBA) de la Universidad Donau de Krems en Austria. Ella representa a Belden en el grupo de trabajo IO-Link para temas de marketing e impulsa la cartera de sistemas de E / S de Belden para asegurarse de que cumpla con los requisitos de los clientes hoy y en el futuro.