De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2011

Presentatie over: "De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2011"— Transcript van de presentatie:

1 De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2011
Share our Vision for Automation

2 IO-Link De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2011

3 IO-Link Eenvoudige, open standaard communicatie interface
Bidirectionele point to point verbinding Geen nieuw BUS systeem maar een extensie op een bestaande BUS 100% compatibel met de bestaande veldbus communicatie platformen (PROFIBUS, PROFINET, enz…) Gebruik van standaard niet afgeschermde 3-draads kabel voor al uw aansluitingen. IO-LINK IS GEEN NETWERK!

4 IO-Link is een open standaard oplossing
Stichtende leden Andere leden B&R Baumer Bernstein Contrinex Elmos Hilscher Hydac Lütze Murr Elektronik ST Microelectronics TMG WAGO Wenglor

5 IO-Link

6 IO-Link: de werking Een IO-Link mastermodule is een slave node op een bestaand Profibus of ProfiNet netwerk. Discrete IO sensoren en/of intelligente IO-Link sensoren kunnen op deze module aangesloten worden. IO-Link componenten gebruiken standaard 3-draads kabel met 4 pin M12 stekker om informatie door te sturen. (lengte tot 20 meter) IO-Link componenten configureer je in dezelfde software die door de PLC gebruikt wordt. Profibus or ProfiNet RFID Intelligente sensoren Digitale/analoge IO modules Druksensoren

7 Generic Station Description (GSD) Files PROFIBUS configurator
IO-Link: de werking De IO-Link master is een slave node op Profibus of Profinet Voor de integrating van de IO-Link master op PROFIBUS of PROFINET moet je de IO-Link master GSD file (Generic Station Description) in je PLC engineering tool installeren. Generic Station Description (GSD) Files Systeem configuratie PROFIBUS configurator PLC

8 IO-Link: de werking Communicatie tussen IO-Link master en conventionele sensoren of IO-link componenten IO-Link gebruikt bestaande 24V point-to-point bedrading tussen sensoren/actoren/componenten en IO kanalen om data te communiceren via een standaard UART-protocol over afstanden tot 20 meter. Baud rates van 4.8 kBit/s, 38.4 kBit/s en 230,4 kBits/s zijn mogelijk. Conventionele IO-sensor signalen worden cyclisch verzameld door de IO-Link master in SIO (Standard I/O) mode. Naast process data kan er parameter, diagnose en service data naar de sturing gecommuniceerd worden.

9 Typ. data transmissie tijd
IO-Link: de werking Communicatie tussen IO-Link master en conventionele sensoren of IO-link componenten Er zijn 3 basis communicatie types: schakel status (cyclisch binair) cyclische process data (cyclisch serieel) of component parameters (acyclisch serieel) Elke combinatie van de 3 varianten is ook mogelijk. IO-Link boodschap Data Typ. Data hoeveelheid Typ. data transmissie tijd (op 38.4 kBit/s) Standard I/O (SIO mode) cyclisch, binair 1 bit < 0.1 ms Proces data (IO data) cyclisch, serieel 1 byte bytes ms Device parameters/ Diagnose data acyclisch, serieel

10 IO-Link …compatibele pin configuratie
IO-Link: de werking IO-Link …compatibele pin configuratie Standaard sensor switching output Q 4 ground L- 3 2 24 Volt L+ 1 Beschrijving Signal PIN 1 4 3 2 L- Q L+ 24V Standaard 0V EN IO-Link sensor ( gecombineerde schakel status en data kanaal ) How does IO-Link work? As already mentioned, the motivation behind IO-Link is to utilize the intelligence of state of art binary and analog sensors and actuators and make them centrally accessible for the automation system. Whereas today‘s binary connection of sensors and actuators is designed to send process data as a single bit, namely the switching state information, this bottleneck is permanently eliminated by IO-Link. This sheet depicts the pin assignment of a standard sensor and that of an IO-Link sensor. It shows that both sensors are pin compatible. But as an “add-on” function, IO-Link transmits process and service data across pin 4 of the connector. This not only significantly increases the amount of process data, but also satisfies current demands with respect to diagnostics and parameter data transmission thanks to the additional service data channel. communication switching output C/Q 4 ground L- 3 2 24 Volt L+ 1 Beschrijving Signal PIN 1 4 3 2 L- C/Q L+ 24V 0V SIO IO-Link 4,8kBaud 38,4kBaud ,4kBaud

11 Informatiestroom tot de laatste meter
IO-Link: de werking Informatiestroom tot de laatste meter Procesdata (cyclisch) Binaire signalen I/O‘s Analoge signalen Servicedata (acyclisch) Parameterdata Diagnosedata Profibus, Profinet, ... Analoge waardes worden gedigitaliseerd en via continu communicatie overgedragen bv. Achtergrondonderdrukking van een fotocel, normaal open of normaal gesloten werking, min/max waardes, hysteresis bv. Vervuilingsindicatie, drukverlies, temperatuuroverschrijding

12 Proces datakanaal en service datakanaal
IO-Link: de werking Proces datakanaal en service datakanaal Telegramframes CMD CHK/TYPE Master Request Telegram Service Process Process CHK/STAT Device Reply Telegram Master Request Telegram CMD CHK/TYPE Service Process Process CHK/STAT Device Reply Telegram Updatecyclus voor proces- en servicedata typisch 2ms Dit met een Baudrate van 38,4 kBaud

13 IO-Link …informatie stroom
IO-Link: de werking IO-Link …informatie stroom How does IO-Link work? As already mentioned, the motivation behind IO-Link is to utilize the intelligence of state of art binary and analog sensors and actuators and make them centrally accessible for the automation system. Whereas today‘s binary connection of sensors and actuators is designed to send process data as a single bit, namely the switching state information, this bottleneck is permanently eliminated by IO-Link. This sheet depicts the pin assignment of a standard sensor and that of an IO-Link sensor. It shows that both sensors are pin compatible. But as an “add-on” function, IO-Link transmits process and service data across pin 4 of the connector. This not only significantly increases the amount of process data, but also satisfies current demands with respect to diagnostics and parameter data transmission thanks to the additional service data channel. 1 standaard kabel

14 Huidige IO-Link componenten
IO-Link: de werking Huidige IO-Link componenten IO-Link Master Standaard sensor Standaard sensor Standaard sensor IO-Link IO-Link Ventieleiland stekker IO-Link RFID systeem IO-Link Remote Draadloze verbinding van standaard I/O sensoren 0/1 Optische laser afstand sensor 0/1 0/1 standaard sensoren

15 IO-Link Kostenbesparend en simpel

16 Waarom IO-Link versus traditionele veldbus structuur?
IO-Link: installatie Waarom IO-Link versus traditionele veldbus structuur? Typisch op een veldbus module gebaseerd Profibus netwerk In dit geval 5x de kostprijs van een veldbus met telkens de noodzakelijke bus chipset Hoge kost per bus aansluitpunt!

17 Waarom IO-Link versus traditionele veldbus structuur?
IO-Link: installatie Waarom IO-Link versus traditionele veldbus structuur? Reductie van het aantal Profibus/Profinet nodes, minder modules met de extra cost van de chipset, meer I/O’s per node Echte gedecentraliseerde I/O modules installeren op plaatsen met een hoge I/O concentratie, kortere kablering nodig Altijd uitbreidbaar, vanaf de IO-Link module gebruik je enkel goedkopere standaard niet afgeschermde 3-draads kabel IO-Link, de beste keuze !!!

18 Modulair, flexibel, uniek
IO-Link: installatie Modulair, flexibel, uniek Veldbus kabel Veldbus kabel Power kabel Power kabel Aantal digitale signalen: Tot 76 signalen op 1 veldbus-node (Profibus, Profinet…) mogelijk! Bijvoorbeeld: 40 inputs  36 outputs… 60 inputs  16 outputs… 3-draads kabel Sensor-/Actor hub Sensor-/Actor hub Sensor-/Actor hub Sensor-/Actor hub

19 Afgeschermde meeraderige kabel
IO-Link: installatie IO-Link en analoge componenten PLC Profibus, ProfiNet, ... ? Kabel splitter IP67 Power on C/Q 3 4 7 C/Q 8 4 x AI Laser afstand sensor shielded Afgeschermde meeraderige kabel M12 8 polig 8 x DIO ! 1 Analoge out 2 Digitale out 1 Digitale in

20 Verzamelen van sensorsignalen
IO-Link: installatie Huidige situatie in de schakelkast Verzamelen van sensorsignalen 32 inputs 64 inputs

21 Evolutie in het kableren van schakelkasten dringt zich op!
IO-Link: installatie Evolutie in het kableren van schakelkasten dringt zich op! Sensoren en ventieleilanden meestal rechtstreeks in de schakelkast aangesloten. Groter risico op foutieve kablering. Vervangen van componenten vergt meer tijd. Kableren is tijdrovend. Veel plaats vereist. Control cabinet

22 Conventionele kablering
IO-Link: installatie Conventionele kablering De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2011

23 Installatie met veldbussen en IO-Link
IO-Link: installatie Installatie met veldbussen en IO-Link Stuurkast Decentrale installatie Kleinere schakelkasten vereist. Vereenvoudigde kablering. Minder terminals Modulair en beter geschikt voor uitbreidingen. Veldbus kabel Power kabel Kablering tussen de segmenten gebeurt met standaard verbindingskabels Segment 1 Segment 2 Segment 3 Segment 4 Segment 7 Verschillende machinesegmenten

24 Standaard Profibus benadering
IO-Link: installatie Standaard Profibus benadering Standaard Profibus Input Modules (High Cost) High Flex/Torsion Profibus kabel (Very High Cost) Robot stuurkast 1 kabel naar de PLC, gemakkelijk om te programmeren (Low Cost)

25 IO-Link - Profibus benadering
IO-Link: installatie IO-Link - Profibus benadering IO-Link Input Sensor Hubs (Low Cost) High Flex/Torsion M12 TPE kabel (Low Cost) Robot stuurkast 1 kabel naar de PLC, gemakkelijk om te programmeren (Low Cost) IO-Link Master Module (Moderate Cost)

26 IO-Link: “The next generation” oplossing voor uw installaties
IO-Link: installatie IO-Link: “The next generation” oplossing voor uw installaties De installatievoordelen Kost efficiente interfacing van alle bestaande producten. Complexere intelligente producten direct aansluiten op IO-Link. Conventionele analoge of digitale producten aansluiten via een IO-Link sensorhub. Geen verwarring meer tussen verschillende soorten aansluitkabel (afgeschermd of niet, 3 aderig of meeraderig en andere speciale kabel. IO-Link vereenvoudigt drastisch uw installatiewerk dankzij zij gebruik te maken van 1 type standaardkabel

27 IO-Link Snel en efficiënt vanuit de sturing

28 IO-Link: parametersetting
Automatische parameter setting van IO-Link sensoren via PLC functiebloks Industrial Ethernet Communication Fieldbus/ Sensor-/Actuator bus IO-Link is a point-to-point connection using commercial, unshielded standard 3-wire cables. IO-Link makes use of existing communications systems and opens up the last meter to the sensors and actuators. It turns the binary interface into a bidirectional communications channel and creates a breakthrough in machine controls and communication as we will see later on. This picture demonstrates that IO-Link devices and conventional sensors and actuators can be operated together. The black lines show connections to conventional sensors and actuators. The orange lines show connections to IO-Link devices. This picture also shows that it makes no difference if a field installation or a central installation is chosen. IO-Link

29 manuele afregeling van de schakelpunten
IO-Link: parametersetting In een conventionele installatie veroorzaakt het instellen van de schakelpunten een te lange machinestilstand. manuele afregeling van de schakelpunten Schakelpunt Nieuw schakelpunt Afstand sensor Tijdsrovende manuele instellingen

30 Parameter download via IO-Link .… bespaart u lange machine stilstanden
IO-Link: parametersetting Parameter download via IO-Link … bespaart u lange machine stilstanden Laser afstand sensor Schakelpunt 1 … … … 4 Nieuwe schakelpunt parameter settings worden via IO-Link gedownload.

31 IO-Link: parametersetting
Sleep het juiste IO-profiel naar de correcte poort en pin, dit voor elke IO-Link sensor. Drag, Drop, and Assign Data Addresses

32 Net zoals het uitpakken van modules op een Siemens ET 200 Pro
IO-Link: parametersetting Net zoals het uitpakken van modules op een Siemens ET 200 Pro Drag, Drop, and Assign Data Addresses

33 Voorbeeld van de sensor hub parameter
IO-Link: parametersetting Voorbeeld van de sensor hub parameter Toegang via functieblok Data opslag in data file Werkt in de PLC Cyclische Data Acyclische parameters

34 IO-Link: parametersetting
Function block Program code Running in PLC Reads and writes parameter of IO-Link sensors Direction Index (Direct Parameter Page) Index (Service Parameter File) Sub index (Service Parameter File) Length of data field Transmission finished Transmission ok …

35 IO-Link U weet meteen wat er mis gaat

36 Vervuilingsindicator
IO-Link: diagnose Vervuilingsindicator Een IO-Link telegram zorgt ervoor dat diagnose gegevens centraal tot in de PLC beschikbaar zijn.

37 Diagnose biedt tal van extra gebruikersvoordelen
IO-Link: diagnose Diagnose biedt tal van extra gebruikersvoordelen Een paar toepassingsvoorbeelden: Drukverlies bij pneumatische actuatoren. Temperatuurdrift- en/of overschrijdingen. Drukoverlast of min/max overschrijdingen bij druksensoren. Vervuilings- of stabiliteitsindicator bij optische sensoren. Extra schakelpuntenoverschrijding bij meetsensoren. Hubs met single channel monitoring bewaken elke indviduele sensor en melden kortsluiting, overbelasting (inductief, capacitief, ultrasoon, enz….)

38 IO-Link: “The next generation” oplossing voor uw installaties
IO-Link: diagnose IO-Link: “The next generation” oplossing voor uw installaties De voordelen Remote access voor al uw sensoren. Gecentraliseerd diagnose en onderhouds management Diagnose zonder extra kostelijke bekabeling Foutsignalisatie tot op het sensor/ actuator niveau Gereduceerde machine stilstand tijden

39 IO-Link: uw voordelen Vereenvoudigde decentrale structuur en tot 20m kabellengte per poort IO-Link is geen extra nieuw bus systeem maar een intelligente I/O interface Gebruik van standaard 3-draads kabel voor alle signalen Signaal transmissie zonder afgschermde kabel is error proved Drastische reductie van de installatie- en kableringskost Parameter settings blijven bewaard in de PLC. Diagnose tot op het sensorniveau Onderhoudsingreep gebeurt snel en is eenvoudig. Parameter setting wordt kinderspel. (drag & drop) Dunnere en meer flexibele kabels leiden tot kleienre kabelbanen Niet meer afhankelijk van speciale oplossingen afwijkend van de standaard dankzij de 3-polige standaard M12 connector. Voor de conservatieven blijft een installatie met bestaande IP20-technologie en interface kaarten een optie. Het is een open systeem >>>

40 IO-Link Samengevat Maakt gebruik van al de bestaande intelligentie in de sensor / actuator Minder interfaces dankzij de standaardisatie Comfortabele parameter up- en download Gecentraliseerde diagnose van heel de machine of productielijn

41 Dit alles met slechts 1 standaard 3-draads kabel
IO-Link IO-Link: u weet echt alles Het voorbeeld van de afstandsensor Afstandswaarde (13 bit) Laser on/off functie Lens vervuilingsdetectie 4 instelbare schakelpunten. Dit alles met slechts 1 standaard 3-draads kabel

42 IO-Link DANK U