Hvað er IO-tengill
IO-Link er stafræn samskiptareglur fyrir sjálfvirkni í iðnaði, upphaflega sett fram af Siemens og nú alþjóðlegur staðall. Það miðar að því að gera tengingu og samskipti milli iðnaðarbúnaðar og stjórnkerfa kleift. Það auðveldar tvíátta samskipti á milli skynjara, stýribúnaðar og annarra iðnaðartækja við stýringar (eins og PLC), sem gerir rauntíma-flutning á gögnum og stjórnmerkjum kleift.
IO-Link er raðsamskiptasamskiptareglur (svipað og I2C strætó) sem þjónar sem samskiptastaðall milli iðnaðarsjálfvirknistýringa og iðnaðarstýringa eða skynjara. Það táknar „síðustu feta“ tæknistaðalinn til að brúa samskiptanet yfir á sviðið.
Hvers vegna þarf IO-tengil?
IO-Tenglatækni er nauðsynleg vegna eftirfarandi tæknilegra kosta:
Gagnaflutningur og stjórnun í raun-tíma:Í sjálfvirkni í iðnaði er-rauntími gagnaflutningur mikilvægur fyrir nákvæma stjórn og eftirlit með búnaði. IO-Link veitir háhraða, áreiðanlega stafræna samskiptarás, sem gerir skynjurum og stýribúnaði kleift að senda hratt gögn til stjórnkerfa til að-rauntímastýringu og eftirliti.
IO-Tengill gerir tvíátta samskipti:Það tekur ekki aðeins á móti skipunum og stillingargögnum frá stjórnkerfinu heldur sendir það einnig færibreytur og stöðuupplýsingar til baka til stjórnkerfisins. Þessi upplýsingaöflun gerir tækjum kleift að laga sig að mismunandi framleiðsluþörfum og rekstrarskilyrðum, sem eykur sveigjanleika framleiðslulínunnar;
Einföld uppsetning og viðhald:IO- Hægt er að stilla og stilla tengibúnað með stafrænum samskiptum, sem dregur úr handvirkum uppsetningarvillum og hagræðir uppsetningar- og viðhaldsferlum. Að auki sendir IO-Link greiningarupplýsingar, sem hjálpar verkfræðingum fljótt að bera kennsl á og leysa vandamál til að lágmarka niður í miðbæ.
Bilanagreining og fyrirsjáanlegt viðhald:Greiningargögn send í gegnum IO-Link aðstoða fyrirtæki við bilanagreiningu, sem gerir kleift að greina vandamál og leysa tímanlega til að draga úr framleiðslutruflunum og tapi. Ennfremur, með því að fylgjast með stöðu tækjabúnaðar og afkastagögnum, verður forspárviðhald mögulegt, sem gerir fyrirbyggjandi forvarnir gegn bilun í búnaði kleift og eykur framleiðslu skilvirkni enn frekar. Stöðlun og samvirkni: IO-Link er alþjóðlega staðlað samskiptareglur. Tæki frá mismunandi framleiðendum fylgja sömu samskiptastöðlum, sem tryggir samvirkni milli fjölbreytts búnaðar. Þetta gerir fyrirtækjum kleift að velja og samþætta tæki frá ýmsum birgjum á sveigjanlegan hátt án þess að hafa áhyggjur af eindrægni.
Þróun IO-tengils
Fjöldi I0-Link hnúta hefur vaxið gríðarlega á undanförnum árum og náð 6 milljónum hnúta strax árið 2017.
Skynjarastilling
Hefðbundnir gagnaöflunarskynjarar falla í tvo flokka:
1. Analog skynjarar:Analog skynjaragildum er breytt í stafræn gildi með A/D umbreytingu. Örgjörvinn (uP) les þessi stafrænu gildi, sem síðan er breytt aftur í hliðræn merki með D/A umbreytingu til sendingar á PLC. PLC endurbreytir þessum hliðstæðum merkjum í stafræn merki með því að nota A/D breytirinn. Örgjörvi PLC les stafrænu gildin til að fá skynjaraupplýsingar.
2. Tvöfaldur stafrænn skynjari:Sendu tvöfaldur stafræn stigmerki á milli skynjarans og PLC um stafræna útgang (DO) og stafræna inntak (DI) tengi.
Einn-port tvöfaldur stafrænn skynjari bílstjóri
Í fyrsta lagi, hvað er skynjara bílstjóri? Hvað gerir það?
Skynjaradrifi er hugbúnaðar- eða vélbúnaðarhluti sem stjórnar og rekur skynjaratæki, sem gerir þeim kleift að virka rétt og eiga samskipti við önnur kerfi. Hlutverk skynjarabílstjóra er að breyta líkamlegu magni sem myndast af skynjurum í stafræn merki,
sendu síðan þessi merki til æðra-forrita eða kerfa til vinnslu, greiningar og{1} ákvarðanatöku.
Skilningur minn er sá að skynjaradrifinn virki sem millilag á milli skynjara á lægsta-stigi og efri-forrita. Án þessa milliliðs myndu stafrænu eða hliðrænu merkin sem skynjarar safna einfaldlega dreifast stefnulaust í gegnum rafrásina. Með skynjaradrifinn á sínum stað fá gögnin sem undirliggjandi skynjarar safna nafni, stefnu og ýmsum eiginleikum. Þetta gerir efri-forritum kleift að bera kennsl á uppruna gagnanna, skilja hvaða líkamlega magn þau tákna og gefa út samsvarandi aðgerðaskipanir.
Aðgerðir tvöfaldra stafrænna skynjara og rekla:
Merkjaaðlögun:Tvöfaldur stafrænir skynjarar geta myndað ákveðin stafræn merki sem tákna mismunandi ástand eða atburði, svo sem stöðu rofa eða hnappapressa. Skynjarastjórar aðlaga þessi merki í rafmerki sem önnur kerfi geta lesið og túlkað, svo sem spennumerki.
Merkjamögnun eða dempun:Stundum krefjast úttaksmerki skynjara mögnunar eða dempunar til að uppfylla síðari kröfur um hringrás. Skynjarastjórar geta magnað eða dempað merki til að tryggja nákvæma merkjasendingu;
Rafmagns einangrun:Til að einangra hávaða eða truflun á milli skynjara og annarra hringrása veita skynjaradrifnar rafeinangrun, sem tryggir nákvæmni og stöðugleika skynjaramerkja;
Merkjasía:Skynjarar geta orðið fyrir áhrifum af umhverfishávaða. Skynjarareklar geta veitt síunaraðgerðir til að útrýma þessum hávaða og skila áreiðanlegri merki;
Rökfræðileg umbreyting:Úttaksmerki sumra stafrænna skynjara gætu þurft rökfræðilega umbreytingu, eins og merki umbreytingu eða sameiningu margra merkja. Skynjarastjórar geta framkvæmt þessar rökbreytingaraðgerðir;
Aflgjafi skynjara:Sumir stafrænir skynjarar gætu þurft utanaðkomandi afl til að virka rétt. Skynjarastjórar geta veitt viðeigandi framboðsspennu fyrir skynjarann;
Samhæfni viðmóts:Skynjarareklar bjóða upp á ýmsa tengimöguleika til að tengja skynjara við mismunandi kerfi eða tæki, svo sem hliðræn merki, stafræn merki, raðsamskipti o.s.frv.
Ókostir við einn-port tvíundir stafrænn skynjara rekla:
1. Gagnasending er einstefnu les-eingöngu. Hvað ef eftirlitsaðgerðir eru nauðsynlegar?
2. Gögn hafa aðeins tvö ástand: 0/1. Hvernig er hægt að senda frekari upplýsingar?
IO tækjakerfi
IO-Tengill skynjarar sýna engin mælingarfrávik
Hefðbundin hliðræn merki (hitastig, þrýstingur osfrv.) krefjast umbreytingar á milli hliðræns og stafræns sniðs meðan á sendingu stendur. Þetta umbreytingarferli kynnir gagnamisræmi sem hefur áhrif á nákvæmni lokaniðurstaðna.
Þegar tengt er í gegnum IO-Link eru mæld gildi send stafrænt frá skynjaranum beint til stjórnandans, sem tryggir að send gagnagildin samsvari alltaf nákvæmlega mældum gildum.
IO-Tengimöguleikar útiloka einnig næmi fyrir rafsegultruflunum í kring sem felst í hefðbundnum hliðrænum merkjasendingum.Samsetning IO-Link Network
I0-Link er hægt að nota með ýmsum endatækjum:
Skynjarar:Hitastig, þrýstingur, ljósmagn, flæði... I0-Link skynjarar veita stafræn skynjaragögn og styðja fjarstillingar og eftirlit.
Stýritæki:Segulloka, mótordrif, servódrif... Þessir stýritæki gera fjarstýringu, eftirlit og greiningu í gegnum I0-Link.
Stafrænir-í-stafrænir breytir (ADC/DAC):Með því að tengja stafræna-við-hliðræna breyta er hægt að senda út hliðræn merki frá IO-Link netinu.
Auðkenningartæki:Svo sem eins og RFID lesendur/ritarar, strikamerkjaskanna o.s.frv., Til að virkja auðkenningu og rekja virkni hluta.
IO-Link Interconnection Bus (Unified Wiring Standard)
IO-Tenglatengingar nota eftirfarandi þrjár mismunandi tengigerðir:
1. Merkjasnúra:Tengir skipstjórann við miðstöðina eða IO-Tengdu útstöðina. Líkamleg merki IO-Links eru send um merkjasnúruna (venjulegur þriggja-kjarna snúru).
2. Gagnasnúra:Tengir skipstjórann við stjórntæki á hærra-stigi, eins og Ethernet-búnað.
3. Rafmagnssnúra:Veitir miklum straumi til skipstjóra
IO-Link Unified Wiring Standard:
• IO-Link Master þarf aðeins staðlaða 3-kjarna snúru til að tengja öll IO-Link tæki
• Bæði stafræn rofamerki og hliðræn merki geta miðlað gögnum við efri-stýringu með þessari þriggja kjarna snúru
• Spá: Í framtíðinni verður öllum hliðstæðum merkjum, RS232 og RS485 skipt út fyrir IO-Link
IO-Link Sensor Specification
IO-Tengill skynjari=IO-Tengill skynjari (með IO-Tengill tengi og merki) + IODD tækislýsingaskrá + yfirlýsing framleiðanda
Staða IO-tengils í iðnaðarinternetiSíðasti 1 metrinn í netið
IO-Tengill samskipti
Samskiptaviðmót og gagnategundir
Hver er munurinn á tegund A og tegund B?
IO-Tengill aðal- og þrælatæki hafa samskipti í gegnum raflögn. Aðal- og þrælatæki eru líkamlega tengd í gegnum snúrur, þar á meðal raflínur, gagnalínur og merkjalínur. Hefðbundnum IO skynjara/stýrimerkjum er reglulega safnað af aðaltækinu í staðlaðri 10 (SI0) ham. Eins og sést á myndinni hér að ofan eru pinnar 1-4 líkamlegir raflagapinnar milli 10-Link tækja.
Aðgerðir hvers pinna eru sem hér segir:
Gögn eru send í gegnum Pin4 pinna með því að nota 24V púls-mótað raðnúmer UART samskiptareglur. Sendu gagnagerðirnar innihalda vinnslugögn, færibreytur, greiningar og önnur þjónustugögn.
Reyndar eru þessar gagnategundir svipaðar þeim sem sendar eru í CANopen. Hér samsvara vinnslugögn og þjónustugögn PDO og SDO í CANopen.
Samskiptahraði milli IO-Tengja tæki fer eftir tengdum IO-Tengdu tækjum og starfar í þremur stillingum:
- 4.8 kBaud (COM1)
- 38.4 kBaud (COM2)
- 230.4 kBaud (COM3)
Gagnagerðirnar fyrir IO-tengil eru sýndar í töflunni hér að neðan:
Aðferðargögn: Algengasta gagnategundin, notuð til að senda raunverulegt líkamlegt magn sem mælt er með skynjurum, svo sem hitastig, þrýsting, flæðihraða og aðrar mælingar. Vinnugögn eru venjulega notuð í eftirlits- og stjórnunarforritum;
Þjónustugögn:
Stillingargagnapakkar:Notað til að stilla og stilla færibreytur fyrir 10-Link tæki, svo sem sýnatökutíðni, rekstrarham, þröskulda osfrv. Tæki geta sent stillingarpakka til að breyta hegðun þeirra og virkni.
Greiningargagnapakkar:Notaðir til að senda greiningarupplýsingar um tæki, þar á meðal villukóða, viðvörunarskilaboð, bilanastöðu osfrv. Þessir pakkar aðstoða kerfi við bilanagreiningu og viðhald.
Auðkennispakkar:Senda einstök tækjaauðkenni, framleiðsluupplýsingar osfrv. (til að koma í veg fyrir dreifingu fölsuðra vara). Þessi gögn hjálpa til við að bera kennsl á kerfi og stjórna sérstökum tækjum.
Staða pakkar:Gefðu rekstrarstöðu tækisins, keyrslutíma (fyrir tæknilega aðstoð tímaskráningar), viðvörunarupplýsingar, stöðubreytingar og tengdar upplýsingar.
Tækjamöguleikapakkar:Senda upplýsingar um virkni og eiginleika tækisins, svo sem studdar rekstrarhami, gagnasnið o.s.frv.
Staðlað I/O:Sendir-atburðarkveikt merki, eins og atburði sem koma af stað þegar tæki nær ákveðnu ástandi eða ástandi.
Skýringarmyndin hér að ofan sýnir gagnaflutningsferlið milli IO-Link master og IO-Link þrælbúnaðar. Það sýnir fram á kosti IO-tengingar umfram hefðbundna skynjara í gagnaflutningi. Tilkoma IO-Link tækni gerir skynjurum ekki aðeins kleift að safna gögnum og hlaða þeim upp í kerfi á hærra-stigi heldur gerir kerfum á hærra-stigi einnig kleift að senda gögn til skynjara eða stýribúnaðar. Að auki er gagnaflutningsferlið mjög hratt og tekur venjulega aðeins 2-3 millisekúndur.
IO-Þróun og prófun tengibúnaðar
IO-Þróun tengibúnaðar
Skilgreining umsóknar:
1. Virkni stýris eða skynjara
2. Skilgreindu hringlaga gögn (vinnslugögn)
3. IO-Tengdu tækisaðgerðir (færibreytur, atburðir, kerfisskipanir, gagnageymsla)
MCU val:
- COM2: Ráðlagður 8-bita örgjörvi
- COM3: Ráðlagður 16-bita, td Cortex-M0 eða hærri
Dæmigert árangursbreytur:
- 6-15 MHz
- Flash: ±16 kByte
- Vinnsluminni: ±0,5 kByte
- Núverandi neysla:<10 mA
PHY Chip Val:.
Tveir dæmigerðir PHY flögur.
Grunnaðgerðir.
Sjálfvirk uppgötvun-upptökubeiðni (WURQ).
RX, TX CIQ.
TX virkja.
Allur samskiptahraði, Hæ-hlið, Lág-hlið, Push-Pull úttak.
Innbyggð rammavinnsla.
SPI, I2C
.UART
.Viðbótar eiginleikar
.LDO, DC/DC breytir
. Hitaskynjari
.Vörn um öfug pólun
.RC oscillator / PLL sem kristal skipti
. Skipt um ham: NPN, PNP, Push-Dragðu...
.Hot swap, Línuvörn...
PS: Hvað er PHY flís?
PHY flís, skammstöfun fyrir Physical Layer chip, vísar til samþættrar hringrásar sem notuð er í tölvunetum til að takast á við líkamleg lagsamskipti. Líkamlega lagið er lag innan tölvunets arkitektúrsins sem ber ábyrgð á að stjórna líkamlegri sendingu gagna og umbreytingu rafmerkja. Það umbreytir rökréttum gögnum í merkjasnið sem hentar til sendingar yfir netið. PHY flísar eru venjulega notaðir til að tengja tölvur, netþjóna, beina, rofa og önnur nettæki, sem gerir líkamlega sendingu gagna á milli tengla.
PHY flísar eru notaðar yfir ýmsar netsamskiptareglur, með algengum dæmum þar á meðal:
• Ethernet PHY flísar:Notað fyrir Ethernet samskipti, umbreytir gagnarömmum í viðeigandi rafmagnsmerki fyrir sendingu yfir Ethernet.
• USB PHY flísar:Starfaði í USB (Universal Serial Bus) tengi, meðhöndla gagnaflutning og rafmerkjabreytingu fyrir USB tæki.
• PCIe PHY flísar:Notað fyrir PCI Express tengi, meðhöndlar-háhraða gagnaflutning milli PCIe tækja.
• Þráðlaus samskipti PHY flísar:Í þráðlausum samskiptum eins og WiFi, Bluetooth og farsímakerfum breyta PHY flísar gögnum í þráðlaus merki og öfugt.
• PHY flísar fyrir ljósleiðarasamskipti:Notað fyrir ljósleiðarasamskipti, umbreytir gögnum í ljósmerki til flutnings í gegnum ljósleiðara.
Samræmisprófun:
Af hverju að framkvæma samræmisprófun?
Samræmisprófun sannreynir hvort tæki, kerfi eða forrit séu rétt útfærð og starfa samkvæmt IO-Link staðlinum.
Samræmisprófun verður að fara fram áður en læknir er birtur.
IO-Link Quality Working Group ber ábyrgð á að semja og viðhalda skjölunum.
Skjalið lýsir tækniforskriftum fyrir master- og tækjaprófanir.
Það felur í sér forskriftir fyrir upplýsingar um prófunarbúnað.
Skjalaaðgangur: IO-Tengill opinbera vefsíðu
Prófunaratriði
• Líkamlegt lagpróf: Krefst rafeindabúnaðar og er venjulega framkvæmt handvirkt
• Samskiptapróf: Verður að fara fram með því að nota samskiptaprófunarkerfi sem samþykkt er af IO-Technical Committee
• EMC próf: EMC próf er tilgreint í IO-Link tengi forskrift og krefst sérstakrar rafsegulfræðilegs samhæfni prófunarbúnaðar
Samræmisprófunarferli
IO-Tengill stillingar á mismunandi rútum
Sambandið milli IO-tengils og rútukerfa
Eins og sýnt er á skýringarmyndinni hér að ofan hefur 10-Link ekki áhrif á kerfisrútuna. Þvert á móti brúar 10-Link „síðasta míluna“ á milli stjórnenda og skynjara/stýringa. Það keppir ekki við strætó heldur eykur kerfissamþættingu og stöðlun.
. 10-Link treystir ekki á núverandi strætótækni og hægt er að samþætta hana inn í hana.
Notar venjuleg M12 og M8 tengi með 3 pinna og 5 pinna snúrum.
Sameinað viðmót sem getur sent D1, DO, hliðræn merki osfrv.
IO-Tengill stillingar samantekt.
IO-Link er samhæft við almennar strætósamskiptareglur.
IO-Link kerfisíhlutir eru einfaldir, auðvelt að setja saman og þurfa litlar samskiptasnúrur.
Uppsetning er svipuð á mismunandi rútum; samskiptum er náð á grundvelli nauðsynlegrar inntaks/úttaksferlisgagnastærðar þrælsins.
IO-Auðvelt er að innleiða greiningu tengiliðasamskipta!.
IO-Tengill samskipti afla auðveldlega ýmissa tækjagagna, sem auðveldar viðhald og eftirlit
IO-Link Device Software Protocol Stack
AsiaInfo IO-Link Device Software Protocol Stack er hannaður á grundvelli AsiaInfo Electronics AXM-IOLS IO-Link Device Evaluation Board, með STMicroelectronics STM32F469AI örstýringunni og þróaður innan STM32Cube IDE þróunarumhverfisins. Þessi hugbúnaðarsvíta inniheldur prufusafnið fyrir AsiaInfo IO-Link Device Software Protocol Stack, IO-Link skynjara rekla og sýnikennsluforrit. Hugbúnaðararkitektúr AsiaInfo IO-Link Device Software Protocol Stack er byggður á STMicroelectronics' STEVAL-BFA001V2 hugbúnaðarþróunarsetti, sem samþættir sjálfstætt þróað IO-Link device software protocol staflasafn AsiaInfo. Viðskiptavinir sem nota AXM-IOLS IO-Link Device Evaluation Board geta framkvæmt full-prófun og mat á AXM IO-Link Device Software Protocol Stack prufusafninu innan 72 klukkustunda prufutímabilsins eftir virkjun, að undanskildum uppfærslu fastbúnaðarvirkni.
Eiginleikar
• Samræmist IO-tengilviðmóti og kerfislýsingu V1.1.3
• Aftursamhæft við IO-Link V1.0 masters
• Frumkóði er í samræmi við ANSI-C 99 staðal
• Styður fastbúnaðaruppfærslur í gegnum IO-Link tengi
• Rekstrarstillingar: IO-Tenglastilling og staðal I/O ham
• Styður ISDU samskipti og gagnageymslu
• Nær samræmdu ferli gagnaskipti (PDE) með til skiptis biðminni
• Styður allar símskeytigerðir og flutningshraða: 4,8Kbps (COM1), 38,4Kbps (COM2) og 230,4Kbps (COM3)
• Lágmarksfótspor: RAM < 1KB, Flash < 10KB
• Hannað byggt á AXM-IOLS IO-Link Device Evaluation Board sem inniheldur ST L6362A IO-Link transc
Vöruforrit
IO-Tengill skynjarar
Hitastig/Raki/Þrýstingur/Ljósnæmar/Sjón/ToF Bendingaskynjarar o.s.frv.
IO-Tengjastýringar
Valve actuators/Motor Control/Smart LED beacons o.fl.
IO-Link Hubs
IO-Link Valve Islands
