Os ambientes industriais estão gerando mais dados do que nunca. Sejam referentes a volume de produção, tempo de inatividade ou números de série, essas informações oferecem uma visão exclusiva dos processos e da produtividade.

 

Muitas plantas contam com esses dados para fins de rastreamento, mas também podem ser usados para muito mais:

·      Melhorar as operações;

·      Expandir estratégias de entrada no mercado;

·      Simplificar a manutenção;

·      Aumentar o tempo de atividade;

·      Aumentar o rendimento.

 

Mas, afinal, o que é o IO-LINK?

O IO-Link é um protocolo de comunicação ponto a ponto simples usado, por exemplo, em ambientes de automação de fábrica e logística para conectar sensores e atuadores à rede de campo ou à Ethernet industrial.

 

Esse protocolo torna os sensores “inteligentes”. Sem ele, sensores simples podem comunicar um parâmetro: ligado/desligado, nenhum objeto/objeto presente, alto/baixo etc. Com o IO-Link, até mesmo sensores pequenos podem comunicar muito mais dados e traduzir esses dados em valores reais. Em vez de informar se um nível de temperatura é “alto” ou “baixo”, por exemplo, sensores inteligentes que utilizam IO-Link podem fornecer leituras de temperatura atuais.

 

O IO-Link pode ser comparado com o USB, que é um famoso protocolo de comunicação ponto a ponto amplamente utilizado no mundo empresarial. Ele conecta acessórios de computador – monitor, mouse e teclado – ao seu computador, por exemplo.

 

Para fácil instalação, um único cabo é conectado de um dispositivo IO-Link (como um sensor ou atuador) para um mestre IO-Link, que controla a comunicação com os dispositivos, conectando-os com redes como EtherNet IP e PROFINET, para compartilhar informações com o sistema de controle. Os dados são transmitidos do mestre IO-Link por meio de um protocolo de comunicação de campo (fieldbus) de alto nível para um PLC ou computador. No exemplo corporativo acima, o mouse ou teclado seria o dispositivo IO-Link e o computador seria o mestre IO-Link.

 

E como surgiu o IO-link?

Na última década, a indústria passou por algumas grandes mudanças:

1-   Para serem usados em coisas como robôs ou conectados a equipamentos de difícil acesso, os sensores precisavam se tornar menores à medida que os componentes mecânicos diminuíam. Isso dificultou a integração de interfaces fieldbus em sensores, devido às limitações de tamanho.

2-   Os equipamentos de fabricação e automação tornaram-se mais complicados, o que criou a necessidade de coletar e controlar dados além dos recursos básicos de “ligar/desligar” ou “alto/baixo”.

3-   Estava ficando cada vez mais difícil acompanhar os vários tipos de cabo usados para sensores digitais e analógicos. Cada um exigia uma configuração de instalação diferente e precisava ser estocado em caso de problemas de desempenho.

 

Esses fatores levaram à criação da tecnologia IO-Link, mundialmente utilizada. Como uma interface padronizada, funciona nos menores dispositivos de qualquer fabricante ao redor do mundo. Além disso, os dispositivos IO-Link podem ser facilmente integrados por meio de um mestre IO-Link para diferentes tipos de ambientes fieldbuses ou sistemas de automação.

 

Como muitos processos geram diversos tipos de dados, o truque é encontrar uma maneira de coletá-los, analisá-los e exibi-los. O uso de sensores inteligentes plug-and-play alimentados por IO-Link pode ajudá-lo a aproveitar ao máximo os dados gerados pela sua planta.

 

Além de facilitar a comunicação rápida e econômica entre dispositivos para reduzir o tempo de inatividade, o IO-Link também oferece outros benefícios, como os listados a seguir.

 

A importância do IO-LINK

 

Armazenamento de dados

Os mestres IO-Link podem armazenar até 2 KB dos parâmetros que afetam o funcionamento de um sensor ou atuador. Quando um dispositivo se conecta ao mestre IO-Link, os parâmetros corretos são carregados automaticamente. Isso torna a substituição do sensor rápida e fácil, sem a necessidade de intervenção manual após a instalação do dispositivo.

 

Configuração e monitoramento remotos

Os parâmetros do dispositivo e do sensor podem ser facilmente alterados remotamente conforme necessário, economizando tempo valioso no processo de fabricação para acomodar coisas, como trocas de produtos a serem produzidos (mudança de garrafas pequenas para garrafas grandes em uma linha de produção, por exemplo). Isso também facilita a reconfiguração de dispositivos em locais de difícil acesso. As saídas do sensor e os alertas de status podem ser monitorados remotamente em tempo real, para ajudá-lo a identificar e resolver problemas rapidamente, antes que eles causem tempo de inatividade.

 

Capacidades de diagnóstico

Sensores inteligentes equipados com IO-Link podem comunicar seu próprio status por meio do mestre IO-Link para o PLC. Antes que os processos sejam interrompidos, você saberá imediatamente se um sensor precisa ser substituído, requer manutenção ou está com erro. Isso permite otimizar os cronogramas de manutenção da máquina e diagnosticar problemas com um sensor específico sem desligar toda a linha ou um equipamento.

 

Três limitações da Tecnologia IO-Link

Embora o IO-Link tenha a capacidade de agilizar os processos de fabricação e economizar tempo valioso, ele também tem algumas limitações:

1-   O cabo que passa entre o dispositivo IO-Link e o mestre IO-Link tem um limite de distância de 20 m;

2-   Os dispositivos IO-Link podem transmitir até 32 bytes por ciclo, mas não podem transmitir megabytes de dados;

3-   O IO-Link foi projetado para aplicações de automação integradas. Se você gerencia aplicativos autônomos simples, talvez não veja um grande benefício do IO-Link.

 

Com a adição de hubs IO-Link ao sistema LioN-Power IO-Link da Belden, a conectividade do sensor e do atuador foi aprimorada.

 

 

Os hubs LioN-Power-IO-Link-System conectam até 16 sinais de E/S digitais padrão em uma extremidade e os transmitem ao controlador via IO-Link. Quando combinado com mestres IO-Link LioN-Power, os sinais de E/S digitais podem ser transmitidos de forma econômica até 20 m de distância dos mestres IO-Link.

 

O sistema da Belden também oferece vários recursos pioneiros no setor que o diferenciam quando se trata de melhorar o tempo de atividade e conservar os recursos da força de trabalho:

·      Desenvolveu o primeiro mestre IO-Link do mundo com multiprotocolo para suportar PROFINET e EtherNet/IP (2015);

·      Conectores e cabos híbridos M12 que combinam dados e energia para simplificar as necessidades do dispositivo e reduzir o custo;

·      A capacidade de transmitir até 16 Amperes por módulo (vs 4 A) com o primeiro sistema IO-Link usando codificação M12 L (suporta encadeamento em série);

·      Classificações de carcaça IP65, IP67 e IP69K para resistência superior a estresse mecânico, choque, vibração, poeira e água.

 

 

– Artigo traduzido e adaptado, redigido originalmente por Svenja Litz, gerente de produto da Belden.

 

Para mais informações sobre esse e demais módulos, consulte a Baumier Automation, distribuidora autorizada de soluções para redes de comunicação industriais, Indústria 4.0, cybersecutiry e IoT.