În sectorul automatizării industriale, I/O-LINK servește drept legătură finală către diferite dispozitive de acționare și senzori. Odată cu progresul tehnologiilor de comunicații interconectate, I/O-LINK conduce la implementarea continuă a aplicațiilor inovatoare în controlul și comunicarea industrială, digitalizarea industrială și Internetul industrial în era producției inteligente din industria 4.0. Domeniul actual al automatizării industriale necesită senzori de măsurare cu suficientă flexibilitate-permițând ajustări rapide ale parametrilor și interoperabilitate perfectă cu tipuri de senzori mixte. Acest lucru necesită tehnologie flexibilă de interfață de comunicație, explicând potențialul imens de aplicații I/O-LINK pe piața de automatizare industrială.
Piața înfloritoare de I/O-LINK
Potrivit unui raport de cercetare de piață realizat de QYR, piața globală de tehnologie I/O-LINK a atins vânzări de 2,403 miliarde USD în 2021 și se estimează că va crește la 4,742 miliarde USD până în 2028, reprezentând o rată de creștere anuală compusă (CAGR) de 10,24%. La nivel regional, piețele din Asia-Pacific și Europa domină în prezent la nivel global, China înregistrând o creștere deosebit de rapidă. Dimensiunea pieței I/O-LINK a Chinei în 2021 a fost de aproximativ 286 milioane USD, reprezentând aproximativ 11,88% din totalul global. Se estimează că va ajunge la 745 milioane USD până în 2028, reprezentând 15,70% din cota de piață globală la acel moment. În plus, pe baza calculelor Asociației de I/O-Link pentru taxele de licențiere a terminalelor, numărul de noduri de I/O-Link a cunoscut o creștere explozivă în ultimii ani. Livrările globale au rămas în jur de 11,4 milioane de noduri între 2018 și 2019, dar au crescut la 21 de milioane până în 2021-aproape dublandu-se în doar un an. Dincolo de creșterea nodurilor terminale, membrii Asociației I/O-Link s-au extins de la 100 de companii în 2016 la peste 400 în prezent, numărul acestora continuă să crească. Cererea de pe piață este clară: ca protocol de comunicare digitală serial punct-la-, I/O-Link avansează semnificativ automatizarea industrială. Adoptarea sa din ce în ce mai răspândită va acoperi „ultimul milă” de comunicare pentru dispozitivele de teren subiacente.
I/O-LINK depășește golul de comunicare industrială
În sectorul industrial, protocoalele de comunicație Ethernet industriale precum PROFINET, CC-Link, EtherNet/IP și EtherCAT sunt, fără îndoială, familiare multora. Fiind o altă tehnologie de comunicare, I/O-Link a pătruns de pe piața europeană în regiunea Asia-Pacific, abordând în mod eficient diferite provocări în proiectarea senzorilor, cum ar fi disiparea căldurii, constrângerile de dimensiune și capacitățile actuale de unitate. S-ar putea presupune că I/O-Link concurează cu comunicațiile industriale consacrate precum PROFINET, CC-Link și EtherNet/IP. Acesta nu este cazul. În cadrul arhitecturilor de rețele de senzori industriali, I/O-Link ocupă cel mai de jos strat, funcționând ca o tehnologie de comunicație special concepută pentru rețelele de senzori. Deși se poate conecta la nivelul de control pentru a deschide ușa către interconectivitatea industrială, capacitatea sa fundamentală constă în abordarea independentă a provocărilor de comunicare la nivelul dispozitivului de teren, fără a se baza pe sau interferența magistralelor de teren. Blocajele sistemelor tradiționale de control al automatizării industriale sunt evidente: toți senzorii raportează date sau primesc comenzi de la PLC-uri prin cabluri fizice. Ajustarea parametrilor senzorului necesită numeroși pași, ceea ce duce la capacități de configurare slabe. În plus, aceste sisteme se bazează în principal pe protocoale proprietare pentru schimbul de informații uni-analogic, fără capacități de diagnosticare. Datele analogice sunt, de asemenea, susceptibile la interferențe de zgomot, ceea ce face dificilă menținerea integrității în diversele medii electromagnetice ale setărilor industriale. I/O-Link revoluționează arhitectura de comunicare industrială subiacentă, transformând sistemele tradiționale de control al automatizării. Mai simplu spus, oferă o configurație flexibilă a senzorilor, o comunicare fiabilă a semnalului digital și capabilități bidirecționale extrem de scalabile pentru medii industriale. Metoda de transmisie a pachetelor I/O-Link alocă mai multe substații între PLC și senzorii-de nivel inferior. Aceste substații agregează datele senzorilor înainte de transmisia ascendentă, rezultând o cablare de comunicație din ce în ce mai simplă pe măsură ce datele urcă în ierarhie. În calitate de tehnologie-independentă de producător și independentă de magistrală de câmp-, I/O-Link furnizează date de proces și identificare de diagnosticare în întreaga structură a instalației, chiar și cu cei mai simpli senzori și actuatoare, eliminând conexiunile complexe.
Asistența producătorilor de semiconductori pentru I/O-LINK
Numeroși producători de semiconductori au dezvoltat circuite integrate transceiver potrivite atât pentru dispozitivele master, cât și pentru dispozitivele slave, recunoscând potențialul I/O-LINK în comunicarea industrială. STMicroelectronics, de exemplu, oferă circuite integrate transceiver atât pentru dispozitivele I/O-LINK master, cât și slave, cu îmbunătățiri diferențiate adaptate pentru diferiți senzori. De exemplu, L6360 încorporează circuite interne înalte-latura-, joasă- și push-pull pentru conducerea eficientă a liniei de semnal de legătură I/O-. L6364 dispune de canale de comunicație duble, inclusiv un convertor DC/DC și UART în mod dublu-, permițând în același timp dublarea configurabilă a ieșirii pentru o putere sporită a unității. Acest lucru facilitează configurarea flexibilă de diagnosticare pentru dispozitivele finale. TI pune un accent deosebit pe fiabilitatea I/O-Link transceiver. Toate circuitele integrate emițător-receptoare lansate încorporează protecție la supratensiune, drivere reglabile pentru limitarea supracurentului și efecte de depășire reduse prin rate mai mici de slew ale driverului. Achizițiile de către ADI Lintek și Maxim și-au finalizat portofoliul de comunicații industriale. Circuitele integrate transceiver, cum ar fi Maxim's MAX14819, prezintă valori de bază îmbunătățite, cum ar fi limitarea curentului, rezistența la-și temperatura maximă de funcționare. Acestea includ, de asemenea, componente suplimentare, cum ar fi regulatoarele de dolari și LDO, simplificând livrarea de energie către componentele electronice din senzori și actuatori.
Rezumat
Fiind prima tehnologie I/O standardizată din lume, IO-LINK integrează eficient protocoalele-la nivel de dispozitiv și de control-. Acesta abordează deficiențele tehnologiilor fieldbus, asigurând o comunicație integrată fiabilă de la nivelul de câmp-inferior la nivelul de control. Tehnologia IO-LINK este pe cale să devină „USB-ul industriei automatizării”.