Rūpnieciskās automatizācijas sektorā I/O-LINK kalpo kā pēdējā saikne ar dažādiem izpildmehānismiem un sensoriem. Attīstoties savstarpēji savienotajām komunikācijas tehnoloģijām, I/O-LINK virza nepārtrauktu inovatīvu lietojumprogrammu ieviešanu rūpnieciskajā kontrolē un komunikācijā, rūpnieciskajā digitalizācijā un rūpnieciskajā internetā saskaņā ar Industry 4.0 viedās ražošanas laikmetu. Mūsdienu rūpnieciskās automatizācijas jomā ir nepieciešami mērījumu sensori ar pietiekamu elastību-, kas nodrošina ātru parametru pielāgošanu un netraucētu savietojamību ar dažādiem sensoru veidiem. Tam nepieciešama elastīga sakaru saskarnes tehnoloģija, kas izskaidro I/O-LINK milzīgo pielietojuma potenciālu rūpnieciskās automatizācijas tirgū.
Plaukstošais I/O-LINK tirgus
Saskaņā ar QYR veikto tirgus izpētes ziņojumu pasaules I/O-LINK tehnoloģiju tirgus pārdošanas apjoms 2021. gadā sasniedza 2,403 miljardus ASV dolāru, un tiek prognozēts, ka līdz 2028. gadam tas pieaugs līdz 4,742 miljardiem ASV dolāru, veidojot salikto gada pieauguma tempu (CAGR) par 10,24%. Reģionāli Āzijas-Klusā okeāna un Eiropas tirgi pašlaik dominē pasaulē, un Ķīna piedzīvo īpaši strauju izaugsmi. Ķīnas I/O-LINK tirgus apjoms 2021. gadā bija aptuveni 286 miljoni ASV dolāru, kas veido aptuveni 11,88% no pasaules kopējā tirgus apjoma. Tiek prognozēts, ka līdz 2028. gadam tas sasniegs 745 miljonus ASV dolāru, kas tajā laikā veido 15,70% no pasaules tirgus daļas. Turklāt, pamatojoties uz I/O-Link Association aprēķiniem par termināļa licencēšanas maksām, I/O-Saites mezglu skaits pēdējos gados ir piedzīvojis strauju pieaugumu. No 2018. līdz 2019. gadam globālie sūtījumi saglabājās aptuveni 11,4 miljoni mezglu, bet līdz 2021. gadam pieauga līdz 21 miljonam,{27}}gandrīz divkāršojoties tikai viena gada laikā. Papildus termināļa mezglu pieaugumam I/O-Link Association dalībnieku skaits ir palielinājies no 100 uzņēmumiem 2016. gadā līdz vairāk nekā 400 šobrīd, un to skaits turpina pieaugt. Tirgus pieprasījums ir skaidrs: kā seriālās digitālās komunikācijas protokols no punkta -to{34}}, I/O-Link ievērojami uzlabo rūpniecisko automatizāciju. Tā arvien plašākā pieņemšana pārvarēs pamata lauka ierīču komunikācijas "pēdējo jūdzi".
I/O-LINK Pārvar rūpniecības komunikācijas plaisu
Rūpniecības sektorā tādi rūpnieciskie Ethernet sakaru protokoli kā PROFINET, CC{0}}Link, EtherNet/IP un EtherCAT neapšaubāmi ir pazīstami daudziem. Kā cita komunikācijas tehnoloģija I/O-Link no Eiropas tirgus ir pārgājusi uz Āzijas-Klusā okeāna reģionu, efektīvi risinot dažādas sensoru dizaina problēmas, piemēram, siltuma izkliedi, izmēru ierobežojumus un pašreizējās piedziņas iespējas. Varētu pieņemt, ka I/O{5}}Saite konkurē ar tādiem industriālajiem sakariem kā PROFINET, CC-Link un EtherNet/IP. Tas tā nav. Rūpniecisko sensoru tīklu arhitektūrā I/O-Link aizņem zemāko slāni, kas darbojas kā sakaru tehnoloģija, kas īpaši izstrādāta sensoru tīkliem. Lai gan tas var izveidot savienojumu ar vadības slāni, lai atvērtu durvis rūpnieciskai savstarpējai savienojamībai, tā galvenā spēja ir neatkarīgi risināt sakaru problēmas lauka ierīču līmenī, bez paļaušanās uz lauka kopnēm vai to radītiem traucējumiem. Tradicionālo rūpnieciskās automatizācijas vadības sistēmu vājās vietas ir acīmredzamas: visi sensori ziņo par datiem vai saņem komandas no PLC, izmantojot fiziskus kabeļus. Sensora parametru pielāgošanai ir jāveic vairākas darbības, kā rezultātā ir vājas konfigurācijas iespējas. Turklāt šīs sistēmas pārsvarā paļaujas uz patentētiem protokoliem vienvirziena, analogās informācijas apmaiņai, un tām trūkst diagnostikas iespēju. Analogie dati ir arī jutīgi pret trokšņu traucējumiem, kas apgrūtina integritātes saglabāšanu dažādās rūpniecisko iestatījumu elektromagnētiskajās vidēs. I/O-Link maina pamatā esošo rūpniecisko sakaru arhitektūru, pārveidojot tradicionālās automatizācijas vadības sistēmas. Vienkārši sakot, tas nodrošina elastīgu sensoru konfigurāciju, uzticamu digitālo signālu komunikāciju un ļoti mērogojamu divvirzienu iespējas rūpnieciskai videi. I/O-Link pakešu pārraides metode piešķir vairākas apakšstacijas starp PLC un zemāka līmeņa sensoriem. Šīs apakšstacijas apkopo sensoru datus pirms pārsūtīšanas uz augšu, kā rezultātā sakaru kabeļi kļūst arvien vienkāršāki, datiem paceļoties hierarhijā. Kā ražotāja-neatkarīga un lauka kopnes-neatkarīga tehnoloģija, I/O-Link nodrošina procesa datus un diagnostikas identifikāciju visās rūpnīcas struktūrās pat ar visvienkāršākajiem sensoriem un izpildmehānismiem, novēršot sarežģītus savienojumus.
Pusvadītāju ražotāju atbalsts I/O-LINK
Daudzi pusvadītāju ražotāji ir izstrādājuši atbilstošus raiduztvērēju IC gan galvenajām, gan pakārtotajām ierīcēm, atzīstot I/O-LINK potenciālu rūpnieciskajā komunikācijā. Piemēram, STMicroelectronics piedāvā raiduztvērēju IC gan I/O-LINK galvenajām, gan pakārtotajām ierīcēm ar diferencētiem uzlabojumiem, kas pielāgoti dažādiem sensoriem. Piemēram, modelī L6360 ir iekļauta iekšējā augstā{5}}puse, zemā-puse un push{7}}vilkšanas shēma efektīvai I/O-Saites signāla līnijas vadīšanai. Modelim L6364 ir divi sakaru kanāli, tostarp līdzstrāvas/līdzstrāvas pārveidotājs un divu režīmu UART, vienlaikus nodrošinot arī konfigurējamu izvades dubultošanu, lai uzlabotu piedziņas spēku. Tas atvieglo gala ierīču elastīgu diagnostikas konfigurāciju. TI īpašu uzmanību pievērš I/O{14}}saites uztvērēja uzticamībai. Visās izlaistajās raiduztvērēju IC ir iekļauta pārsprieguma aizsardzība, regulējami draiveri pārstrāvas ierobežošanai un samazināti pārtēriņa efekti, pateicoties zemākam draivera pagriešanas ātrumam. ADI iegādājoties Lintek un Maxim, ir pabeidzis savu rūpniecisko komunikāciju portfeli. Raiduztvērēju IC, piemēram, Maxim's MAX14819, piedāvā uzlabotus galvenos rādītājus, piemēram, strāvas ierobežošanu, ieslēgšanas pretestību un maksimālo darba temperatūru. Tajos ir iekļauti arī papildu komponenti, piemēram, buksa regulatori un LDO, kas vienkāršo jaudas piegādi elektroniskajiem komponentiem sensoros un izpildmehānismos.
Kopsavilkums
Kā pasaulē pirmā standartizētā I/O tehnoloģija, IO{0}}LINK efektīvi integrē ierīces-līmeņa un vadības-līmeņa protokolus. Tas novērš lauka kopnes tehnoloģiju nepilnības, nodrošinot uzticamu integrētu komunikāciju no zemākā-līmeņa lauka līmeņa līdz vadības līmenim. IO-LINK tehnoloģija ir gatava kļūt par "automatizācijas nozares USB".