У секторі промислової автоматизації I/O-LINK служить останньою ланкою для різних приводів і датчиків. З розвитком технологій взаємопов’язаних комунікацій I/O-LINK сприяє безперервному впровадженню інноваційних програм у промисловому управлінні та зв’язку, промисловій цифровізації та промисловому Інтернеті в епоху розумного виробництва Industry 4.0. Сучасна галузь промислової автоматизації потребує вимірювальних датчиків із достатньою гнучкістю-, що забезпечує швидке налаштування параметрів і бездоганну взаємодію зі змішаними типами датчиків. Це вимагає технології гнучкого комунікаційного інтерфейсу, що пояснює величезний потенціал застосування I/O-LINK на ринку промислової автоматизації.
Процвітаючий ринок I/O-LINK
Згідно зі звітом про дослідження ринку, проведеним QYR, у 2021 році світовий ринок технологій I/O-LINK сягнув 2,403 мільярда доларів США, а до 2028 року, за прогнозами, зросте до 4,742 мільярда доларів США, що відповідає середньорічному темпу зростання (CAGR) на 10,24%. У регіональному плані Азіатсько-Тихоокеанський та Європейський ринки зараз домінують у всьому світі, причому Китай переживає особливо швидке зростання. Розмір китайського ринку I/O-LINK у 2021 році становив приблизно 286 мільйонів доларів США, що становить приблизно 11,88% від загального світового ринку. Очікується, що до 2028 року він досягне 745 мільйонів доларів, що на той час становитиме 15,70% світової частки ринку. Крім того, виходячи з розрахунків I/O-Link Association стосовно плати за ліцензування терміналів, кількість вузлів I/O-Link різко зросла за останні роки. З 2018 по 2019 рік глобальні поставки залишалися на рівні близько 11,4 мільйона вузлів, але до 2021 року зросли до 21 мільйона-майже вдвічі лише за один рік. Окрім зростання кінцевих вузлів, кількість членів I/O-Link Association розширилася зі 100 компаній у 2016 році до понад 400 сьогодні, і кількість продовжує зростати. Ринковий попит очевидний: будучи послідовним цифровим протоколом зв’язку «точка-точка», I/O-Link значно покращує промислову автоматизацію. Його все більш широке впровадження дозволить подолати «останню милю» зв’язку для основних польових пристроїв.
I/O-LINK долає розрив промислових комунікацій
У промисловому секторі промислові комунікаційні протоколи Ethernet, такі як PROFINET, CC-Link, EtherNet/IP і EtherCAT, безсумнівно, знайомі багатьом. Як ще одна комунікаційна технологія, I/O-Link перемістилася з європейського ринку в Азіатсько-Тихоокеанський регіон, ефективно вирішуючи різноманітні проблеми в конструкції датчиків, як-от розсіювання тепла, обмеження розміру та поточні можливості дисків. Можна припустити, що I/O-Link конкурує з усталеними промисловими засобами зв’язку, такими як PROFINET, CC-Link і EtherNet/IP. Це не той випадок. В архітектурах промислових сенсорних мереж I/O-Link займає найнижчий рівень, функціонуючи як комунікаційна технологія, спеціально розроблена для сенсорних мереж. Незважаючи на те, що він може підключатися до рівня керування, щоб відкрити двері для промислового взаємозв’язку, його фундаментальна здатність полягає в незалежному вирішенні комунікаційних проблем на рівні польових пристроїв, не покладаючись на польові шини чи не втручаючи їх. Вузькі місця традиційних систем промислової автоматизації очевидні: усі датчики повідомляють дані або отримують команди від ПЛК через фізичні кабелі. Налаштування параметрів датчика вимагає багатьох кроків, що призводить до слабких можливостей конфігурації. Крім того, ці системи переважно покладаються на власні протоколи для одностороннього-аналогового обміну інформацією, не маючи діагностичних можливостей. Аналогові дані також чутливі до шумових перешкод, що ускладнює підтримку цілісності в різноманітних електромагнітних середовищах промислових установок. I/O-Link революціонізує основну архітектуру промислового зв’язку, трансформуючи традиційні системи керування автоматизацією. Простіше кажучи, він забезпечує гнучку конфігурацію датчика, надійну передачу цифрового сигналу та високомасштабовані двонаправлені можливості для промислових середовищ. I/O-Метод пакетної передачі Link розподіляє кілька підстанцій між ПЛК і датчиками-нижчого рівня. Ці підстанції агрегують дані датчиків перед передачею вгору, що призводить до поступового спрощення комунікаційних кабелів у міру того, як дані піднімаються по ієрархії. Оскільки технологія-незалежна від-і польової{25}}шини, I/O-Link надає дані процесу та діагностичну ідентифікацію для всіх структур підприємства навіть за допомогою найпростіших датчиків і виконавчих механізмів, усуваючи складні з’єднання.
Підтримка виробниками напівпровідників для введення/виведення-ПОСИЛАННЯ
Численні виробники напівпровідників розробили відповідні мікросхеми трансиверів як для головних, так і для підлеглих пристроїв, визнаючи потенціал I/O-LINK у промисловому зв’язку. STMicroelectronics, наприклад, пропонує мікросхеми трансиверів як для головних, так і для підлеглих пристроїв I/O-LINK з диференційованими вдосконаленнями, призначеними для різних датчиків. Наприклад, L6360 містить внутрішню високу-сторону, низьку-сторону та -тягнучу схему для ефективного керування сигнальною лінією-введення/виведення. L6364 має подвійні канали зв’язку, включаючи перетворювач DC/DC і подвійний-режим UART, а також дає змогу настроювати подвоєння вихідного сигналу для підвищення потужності приводу. Це полегшує гнучку діагностичну конфігурацію для кінцевих пристроїв. TI приділяє особливу увагу надійності приймача I/O-Link. Усі випущені мікросхеми трансиверів включають захист від перенапруги, регульовані драйвери для обмеження перевантаження по струму та зменшені ефекти перерегулювання через нижчу швидкість наростання драйвера. Придбання ADI компаній Lintek і Maxim завершило портфель промислових комунікацій. Інтегральні схеми трансиверів, такі як MAX14819 від Maxim, мають покращені основні показники, такі як обмеження струму, опір-увімкнення та максимальна робоча температура. Вони також включають додаткові компоненти, такі як регулятори послаблення та LDO, що спрощує подачу живлення до електронних компонентів у датчиках і виконавчих механізмах.
Резюме
Будучи першою у світі стандартизованою технологією вводу-виводу, IO-LINK ефективно інтегрує протоколи рівня-пристрою та керування-рівня. Він усуває недоліки технологій польової шини, забезпечуючи надійний інтегрований зв’язок від нижнього-рівня поля до рівня керування. Технологія IO-LINK має намір стати «USB індустрії автоматизації».