IO-Link to nowoczesny standard komunikacji w automatyce przemysłowej, który umożliwia szybkie i łatwe połączenie z takimi urządzeniami jak czujniki czy aktuatory.
W kursie IO-Link krok po kroku pokażemy, jak prawidłowo zainstalować i skonfigurować urządzenie IO-Link Master, aby połączyć się z siecią i efektywnie zarządzać urządzeniami w systemie automatyki.
Dowiesz się jakie elementy są niezbędne, jak przebiega proces konfiguracji oraz jak w praktyce wykorzystać możliwości, jakie zapewnia IO-Link w nowoczesnej produkcji.
Część 1:
IO-Link Master – wprowadzenie do pracy z urządzeniem
IO-Link Master umożliwia podłączenie nawet do 8 czujników lub aktuatorów IO-Link. Dodatkowo ma wbudowane czujniki do pomiaru kluczowych parametrów, takich jak temperatura, prąd i napięcie. Pomiary są dokonywane zarówno dla samego urządzenia, jak i dla pinów 1, 2 oraz 4 każdego z portów IO-Link.
Co więcej, IO-Link Master posiada wbudowane zabezpieczenie przed przeciążeniem prądowym wyjść zasilających dla urządzeń IO-Link oraz dla wyjść cyfrowych. W praktyce oznacza to, że prąd wyjściowy jest przez cały czas monitorowany, a gdy dojdzie do przekroczenia wartości maksymalnej, urządzenie automatycznie go redukuje lub wyłącza obciążenie. Pozwala to uniknąć uszkodzeń.
Istnieją dwa typy IO-Link Master, które różnią się od siebie protokołem komunikacyjnym:
Mimo wykorzystywania odmiennych protokołów komunikacyjnych urządzenia IO-Link Master nie różnią się znacząco pod względem działania i konfiguracji. Przedstawione w niniejszym kursie przykłady dotyczą urządzenia XZIOM8AM12EY (Ethernet/IP), jednak dla urządzenia XZIOM8AM12PY (Profinet) cały proces jest analogiczny.
Na obudowie IO-Link Master (Rys. 1) możemy znaleźć takie informacje jak:
rozkład pinów portów,
parametry zasilania,
stopień ochrony,
nadane certyfikaty,
oznaczenia ostrzegawcze.
Rys. 1
Dodatkowo do identyfikacji urządzenia służy dynamiczny kod 2D umieszczony z przodu obudowy. Zawiera on:
numer części (np. 1913.120)
numer weryfikacyjny sprzętu (np. R1)
numer seryjny (np. 020000)
MAC-ID (np. 00-02-A2-2F-75-44)
Schemat urządzenia
Rys. 2
1
MS
Dioda LED status modulu
2
-
Otwor montazowy
3
NS
Dioda LED status sieci
4
X32
Interfejs Ethernet, M12, typ kodowania D
5
LINK
Dioda LED polaczenia X32
6
-
Pole do etykietowania
7
ACT
Dioda LED aktywnosci X32
8
X22
Wyjscie zasilania
9
A
Dioda LED status IO-Link, port 2, kanal A
10
X2
IO-Link, port 2, M12, typ kodowania A
11
B
Dioda LED status IO-Link, port 2, kanal B
12
-
Otwor montazowy
13
B
Dioda LED status IO-Link, port 1, kanal B
14
X1
IO-Link, port 1, M12, typ kodowania A
15
A
Dioda LED status IO-Link, port 1, kanal A
16
2L
Zasilanie +24 V DC, 2L
17
X21
Wejscie zasilania
18
1L
Zasilanie +24 V DC, 1L
19
-
Kod QR (numer czesci, wersja sprzetu, numer seryjny, MAC ID, URL)
20
ACT
Dioda LED aktywnosci X31
21
-
Pole do etykietowania
22
LINK
Dioda LED polaczenia X31
23
X31
Interfejs Ethernet, M12, typ kodowania D
24
APL
Dioda LED status aplikacji
25
SYS
Dioda LED status systemu
Zasilanie
Zasilanie urządzenia IO-Link Master, jest realizowane poprzez wejście zasilania X21 (PWR IN), gdzie dostarczane jest napięcie 24 VDC. Urządzenie posiada dwie izolowane linie zasilania: linia zasilania 1 (pin 1 - 3) oraz linia zasilania 2 (pin 4 - 2).
WEJŚCIE ZASILANIA
WYJŚCIE ZASILANIA
M12, wtyczka z kodowaniem typu L
M12, gniazdo z kodowaniem typu L
PIN
SYGNAŁ
KOLOR KABLA
OPIS
1
1L+
Brązowy
Napięcie zasilania 24 V DC dla systemu i czujnika/siłownika
2
2L-
Biały
Potencjał odniesienia dla 2L
3
1L-
Niebieski
Potencjał odniesienia dla 1L
4
2L+
Czarny
Napięcie pomocnicze/sterujące 24 V DC
FE
FE
Różowy
Uziemienie
Podłączone do IO-Link Master czujniki lub aktuatory są zasilane za pośrednictwem portów X1-X8. Przy planowaniu architektury IO-Link należy uwzględnić wszystkie podłączone urządzenia i ich zapotrzebowanie na prąd – maksymalny prąd, jakim może być obciążona linia to 16 A. Czujniki lub aktuatory mogą być również zasilane przez wyjście X22 (PWR OUT), poprzez połączenie szeregowe urządzeń (Rys.3). Przepływający przez to wyjście prąd, określany jako prąd przelotowy, musi być uwzględniony przy doborze źródła zasilania. Należy przy tym pamiętać, że maksymalny prąd nie może przekroczyć 16 A.
UWAGA! W przeciwieństwie do prądów na portach, prąd przelotowy nie jest mierzony przez czujniki zintegrowane w IO-LinkMaster
Rys. 3
Komunikacja
Do komunikacji ze sterownikiem lub innymi urządzeniami IO-Link Master stosowane są protokoły EthernetIP lub Profinet (w zależności od wybranego modelu), które wykorzystują interfejs Ethernet.
ETHERNET
M12, gniazdo z kodowaniem typu D
PIN
SYGNAŁ
OPIS
1
TX+
Transmisja danych, pozytywny
2
RX+
Odbiór danych, pozytywny
3
TX-
Transmisja danych, negatywny
4
RX-
Odbiór danych, negatywny
IO-Link Master umożliwia integrację urządzeń w sieci Ethernet z użyciem topologii:
gwiazdy,
liniowej,
mieszanej.
W przypadku topologii gwiazdy oraz topologii mieszanej konieczne jest wykorzystanie switcha Ethernet, który pozwala na centralne zarządzanie komunikacją zgodną ze standardem IEEE802.3. Urządzenia z serii XZIOM8AM12EY posiadają zintegrowany przełącznik, co umożliwia także konfigurację topologii liniowej, polegającej na szeregowym łączeniu urządzeń.
Rys. 4
Połączenie z czujnikami i aktuatorami
Dedykowane przewody do czujników służą zarówno do zasilania, jak i do komunikacji między czujnikami/aktuatorami a IO-Link Master.
W przypadku, gdy port jest używany w trybie IO-Link, maksymalny prąd przepływający przez pin 1 i pin 3 nie powinien przekraczać 1 A.
PORT IO-LINK
M12, gniazdo żeńskie z kodowaniem typu A
PIN
SYGNAŁ
KOLOR KABLA
MAX. OBCIĄŻALNOŚĆ PRĄDOWA
OPIS
1
1L+
Brązowy
4A
Napięcie zasilania +24V DC dla czujnika/siłownika
2
DIO B
Biały
2A
Cyfrowe wejścia/wyjścia, kanał B
3
1L-
Niebieski
4A
Uziemienie dla 1L+
4
C/Q DIO A
Czarny
2A
Dane IO-Link lub cyfrowe wejścia/wyjścia, kanał A
5
n.c.
-
-
Niepodłączony
W przypadku standardowych przewodów długość kabla pomiędzy Masterem a czujnikiem może wynosić do 20 m, pod warunkiem, że prąd nie przekracza 1 A. W przypadku obciążenia przewodów natężeniem prądu powyżej 1 A konieczne jest zastosowanie kabli o większym przekroju lub skrócenie długości kabla, aby utrzymać spadek napięcia poniżej 1,2 V na ścieżce powrotnej.
Ważne jest również, aby przy podłączaniu czujników i siłowników do portów X1-X8 uwzględnić potencjalne straty napięcia oraz wymagania dotyczące obciążalności prądowej przewodów. Zapewnia to stabilną i niezawodną pracę urządzenia.
Do wymiany danych z czujnikami lub aktuatorami wykorzystuje się 8 takich samych portów IO-Link, od X1 do X8.
W kolejnej części...
W kolejnej częsci kursu przejdziemy do pierwszego etapu pracy z modułem IO-Link Master, którym jest nawiązanie połączenia za pomocą oprogramowania Simply Config IO-Link.
Poznaj pozostałe części kursu IO-Link krok po kroku
Sprawdź ofertę urządzeń IO-Link na naszym sklepie online!
Szeroką oferta produktów IO-Link firmy Telemecanique Sensors dostępna na naszym sklepie online. Zachęcamy również do kontaktu mailowego na adres info@dynamotion.pl!
Inżynier ds. Czujników przemysłowych i Systemów bezpieczeństwa maszynowego
Absolwent Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie na kierunku Automatyka Przemysłowa i Robotyka. Zajmuje się doradztwem serwisowym, sprzedażą i wsparciem w zakresie systemów Telemecanique Sensors.
