U sektoru industrijske automatizacije, I/O-LINK služi kao konačna veza s raznim aktuatorima i senzorima. S napretkom međusobno povezanih komunikacijskih tehnologija, I/O-LINK pokreće stalnu implementaciju inovativnih aplikacija u industrijskoj kontroli i komunikaciji, industrijskoj digitalizaciji i industrijskom internetu u eri pametne proizvodnje Industry 4.0. Današnje polje industrijske automatizacije zahtijeva mjerne senzore s dovoljnom fleksibilnošću-koji omogućuju brze prilagodbe parametara i besprijekornu interoperabilnost s miješanim tipovima senzora. To zahtijeva tehnologiju fleksibilnog komunikacijskog sučelja, objašnjavajući I/O-LINK-ov golemi potencijal primjene na tržištu industrijske automatizacije.
Procvat I/O-LINK tržišta
Prema izvješću o istraživanju tržišta koje je proveo QYR, globalno tržište I/O{0}}LINK tehnologije doseglo je 2,403 milijarde USD prodaje u 2021. i predviđa se da će porasti na 4,742 milijarde USD do 2028., što predstavlja ukupnu godišnju stopu rasta (CAGR) od 10,24%. Regionalno, azijsko-pacifičko i europsko tržište trenutačno dominira globalno, a Kina bilježi posebno brz rast. Veličina kineskog tržišta I/O-LINK u 2021. iznosila je približno 286 milijuna USD, što čini oko 11,88% ukupnog globalnog tržišta. Predviđa se da će dosegnuti 745 milijuna dolara do 2028., što predstavlja 15,70% globalnog tržišnog udjela u to vrijeme. Osim toga, na temelju izračuna I/O-Link Association naknada za licenciranje terminala, broj I/O{19}}Link čvorova doživio je eksplozivan rast posljednjih godina. Globalne isporuke ostale su na oko 11,4 milijuna čvorova od 2018. do 2019., ali su porasle na 21 milijun do 2021.-što se gotovo udvostručilo u samo jednoj godini. Osim rasta terminalnih čvorova, članstvo I/O-Link Association proširilo se sa 100 tvrtki u 2016. na više od 400 danas, a brojke nastavljaju rasti. Tržišna potražnja je jasna: kao serijski digitalni komunikacijski protokol od točke{33}}-točke, I/O-Link značajno unapređuje industrijsku automatizaciju. Njegovo sve raširenije usvajanje premostit će "posljednju milju" komunikacije za temeljne terenske uređaje.
I/O-LINK Premošćuje industrijski komunikacijski jaz
U industrijskom sektoru, industrijski Ethernet komunikacijski protokoli kao što su PROFINET, CC-Link, EtherNet/IP i EtherCAT nesumnjivo su mnogima poznati. Kao još jedna komunikacijska tehnologija, I/O-Link je prešao s europskog tržišta na azijsko-pacifičku regiju, učinkovito rješavajući različite izazove u dizajnu senzora kao što su rasipanje topline, ograničenja veličine i trenutne mogućnosti pogona. Moglo bi se pretpostaviti da se I/O-Link natječe s uspostavljenim industrijskim komunikacijama kao što su PROFINET, CC-Link i EtherNet/IP. Ovo nije slučaj. Unutar arhitektura industrijskih senzorskih mreža, I/O-Link zauzima najniži sloj, funkcionirajući kao komunikacijska tehnologija posebno projektirana za senzorske mreže. Iako se može povezati s kontrolnim slojem kako bi otvorio vrata industrijskoj međusobnoj povezanosti, njegova temeljna sposobnost leži u neovisnom rješavanju komunikacijskih izazova na razini terenskih uređaja, bez oslanjanja na sabirnice polja ili smetnji od njih. Uska grla tradicionalnih sustava upravljanja industrijskom automatizacijom su očita: svi senzori prijavljuju podatke ili primaju naredbe od PLC-a putem fizičkih kabela. Podešavanje parametara senzora zahtijeva brojne korake, što rezultira slabim mogućnostima konfiguracije. Štoviše, ti se sustavi uglavnom oslanjaju na vlasničke protokole za jedno-analognu razmjenu informacija, bez dijagnostičkih mogućnosti. Analogni podaci također su osjetljivi na šumove, što otežava održavanje integriteta u različitim elektromagnetskim okruženjima industrijskih okruženja. I/O-Link revolucionizira temeljnu industrijsku komunikacijsku arhitekturu, transformirajući tradicionalne automatizirane upravljačke sustave. Jednostavno rečeno, pruža fleksibilnu konfiguraciju senzora, pouzdanu komunikaciju digitalnim signalom i visoko skalabilne dvosmjerne mogućnosti za industrijska okruženja. I/O-Linkova metoda paketnog prijenosa dodjeljuje više podstanica između PLC-a i senzora-niže razine. Ove podstanice skupljaju podatke senzora prije prijenosa prema gore, što rezultira progresivnim jednostavnijim komunikacijskim kablovima kako se podaci penju u hijerarhiji. Kao tehnologija-neovisna o proizvođaču i-sabirnici polja, I/O-Link isporučuje procesne podatke i dijagnostičku identifikaciju kroz cijele strukture postrojenja, čak i s najjednostavnijim senzorima i aktuatorima, eliminirajući složene veze.
Podrška proizvođača poluvodiča za I/O-LINK
Brojni proizvođači poluvodiča razvili su odgovarajuće IC-ove primopredajnika za glavne i podređene uređaje, prepoznajući potencijal I/O-LINK-a u industrijskoj komunikaciji. STMicroelectronics, na primjer, nudi IC-ove primopredajnika za I/O-LINK master i slave uređaje, s diferenciranim poboljšanjima prilagođenim različitim senzorima. Na primjer, L6360 uključuje unutarnju visoku-stranu, nisku-stranu i push-pull strujni krug za učinkovito upravljanje signalnom linijom I/O-Link-a. L6364 ima dvostruke komunikacijske kanale, uključujući DC/DC pretvarač i UART s dvostrukim-načinom rada, dok također omogućuje konfigurabilno udvostručenje izlaza za poboljšanu snagu pogona. To olakšava fleksibilnu dijagnostičku konfiguraciju za krajnje uređaje. TI stavlja poseban naglasak na I/O-Link primopredajnik pouzdanosti. Svi objavljeni IC-ovi primopredajnika uključuju zaštitu od prenapona, podesive drajvere za ograničenje prekomjerne struje i smanjene efekte prekoračenja kroz niže stope slewa drajvera. ADI-jevo stjecanje Linteka i Maxima dovršilo je njegov portfelj industrijskih komunikacija. IC-ovi primopredajnika kao što je Maximov MAX14819 imaju poboljšane osnovne metrike kao što su ograničenje struje, otpor-uključenja i maksimalna radna temperatura. Oni također uključuju dodatne komponente kao što su buck regulatori i LDOs, pojednostavljujući isporuku energije elektroničkim komponentama unutar senzora i aktuatora.
Sažetak
Kao prva standardizirana I/O tehnologija na svijetu, IO-LINK učinkovito integrira protokole razine-uređaja i kontrole-razine. Rješava nedostatke fieldbus tehnologija, osiguravajući pouzdanu integriranu komunikaciju od niže-razine polja do kontrolne razine. Tehnologija IO-LINK spremna je postati "USB u industriji automatizacije."