Шта је ИО-линк
ИО-Линк је дигитални комуникациони протокол за индустријску аутоматизацију, који је првобитно предложио Сиеменс, а сада је међународни стандард. Има за циљ да омогући повезивање и комуникацију између индустријске опреме и контролних система. Омогућава двосмерну комуникацију између сензора, актуатора и других индустријских уређаја са контролерима (као што су ПЛЦ), омогућавајући-пренос података и контролних сигнала у реалном времену.
ИО-Линк је серијски комуникациони протокол (сличан И2Ц магистрали) који служи као комуникациони стандард између индустријских аутоматизованих контролера и индустријских актуатора или сензора. Представља технолошки стандард "последњих неколико стопа" за премошћавање комуникационих мрежа на терену.
Зашто је потребна ИО-веза?
ИО-Технологија везе је неопходна због следећих техничких предности:
Пренос и контрола{0}} података у реалном времену:У индустријској аутоматизацији, пренос података-у реалном времену је кључан за прецизну контролу опреме и надзор. ИО-Линк обезбеђује-брзи, поуздан дигитални комуникациони канал, омогућавајући сензорима и актуаторима да брзо преносе податке контролним системима за контролу и праћење у реалном времену-.
ИО-Линк омогућава двосмерну комуникацију:Он не само да прима команде и конфигурационе податке од контролног система, већ и преноси параметре и информације о статусу назад у контролни систем. Ова интелигенција омогућава уређајима да се прилагоде различитим производним захтевима и условима рада, повећавајући флексибилност производне линије;
Поједностављена инсталација и одржавање:ИО-Уређаји за везу могу да се параметризују и конфигуришу путем дигиталне комуникације, смањујући грешке при ручном подешавању и поједностављујући процесе инсталације и одржавања. Поред тога, ИО-Линк преноси дијагностичке информације, помажући инжењерима да брзо идентификују и реше проблеме како би минимизирали застоје.
Дијагностика кварова и предиктивно одржавање:Дијагностички подаци који се преносе преко ИО-Линк-а помажу предузећима у дијагностици кварова, омогућавајући благовремено откривање и решавање проблема како би се смањили прекиди и губици у производњи. Штавише, праћењем статуса уређаја и података о перформансама, предиктивно одржавање постаје оствариво, омогућавајући проактивну превенцију кварова опреме и даље повећавајући ефикасност производње. Стандардизација и интероперабилност: ИО-Линк је међународно стандардизован комуникациони протокол. Уређаји различитих произвођача придржавају се истих комуникационих стандарда, обезбеђујући интероперабилност између различите опреме. Ово омогућава предузећима да флексибилно бирају и интегришу уређаје различитих добављача без бриге о компатибилности.
Развој ИО-линка
Број И0-Линк чворова је експоненцијално порастао последњих година, достигавши 6 милиона чворова већ 2017.
Режим сензора
Традиционални сензори за прикупљање података спадају у две категорије:
1. Аналогни сензори:Вредности аналогног сензора се конвертују у дигиталне вредности преко А/Д конверзије. Микропроцесор (уП) чита ове дигиталне вредности, које се затим конвертују назад у аналогне сигнале преко Д/А конверзије за пренос на ПЛЦ. ПЛЦ поново конвертује ове аналогне сигнале у дигиталне сигнале користећи свој А/Д конвертор. Микропроцесор ПЛЦ-а чита дигиталне вредности да би добио информације сензора.
2. Бинарни дигитални сензори:Преносите бинарне дигиталне сигнале нивоа између сензора и ПЛЦ-а преко дигиталног излаза (ДО) и дигиталног улаза (ДИ).
Управљачки програм за бинарни дигитални сензор са једним{0} портом
Прво, шта је управљачки програм сензора? шта то ради?
Сензорски управљачки програм је софтверска или хардверска компонента која контролише и управља сензорским уређајима, омогућавајући им да правилно функционишу и комуницирају са другим системима. Улога управљачког програма сензора је да конвертује физичке величине које генеришу сензори у дигиталне сигнале,
затим пренети ове сигнале у апликације или системе вишег-нивоа за обраду, анализу и{1}}доношење одлука.
Колико сам схватио, управљачки програм сензора служи као посредни слој између сензора најнижег-нижег нивоа и апликација вишег{1}}нивоа. Без овог посредника, дигитални или аналогни сигнали прикупљени сензорима једноставно би се бесциљно ширили кроз кола. Са драјвером сензора на месту, подаци које прикупљају основни сензори добијају име, правац и различите атрибуте. Ово омогућава апликацијама вишег-нивоа да препознају порекло података, разумеју које физичке величине они представљају и издају одговарајуће команде за акцију.
Функције бинарних дигиталних сензора и драјвера:
Адаптација сигнала:Бинарни дигитални сензори могу да генеришу специфичне дигиталне сигнале који представљају различита стања или догађаје, као што су статус прекидача или притискање тастера. Драјвери сензора прилагођавају ове сигнале у електричне сигнале које други системи могу читати и интерпретирати, као што су напонски сигнали.
Појачавање или слабљење сигнала:Понекад излазни сигнали сензора захтевају појачање или слабљење да би се испунили накнадни захтеви кола. Драјвери сензора могу да појачају или пригуше сигнале како би осигурали прецизан пренос сигнала;
Електрична изолација:Да би изоловали шум или сметње између сензора и других кола, управљачки програми сензора обезбеђују електричну изолацију, обезбеђујући тачност и стабилност сигнала сензора;
Филтрирање сигнала:На сензоре може утицати бука из околине. Драјвери сензора могу да обезбеде функције филтрирања како би елиминисали овај шум и испоручили поузданије сигнале;
Логичка конверзија:Неки излазни сигнали дигиталних сензора могу захтевати логичку конверзију, као што је инверзија сигнала или комбиновање више сигнала. Управљачки програми сензора могу извршити ове операције логичке конверзије;
Напајање сензора:Одређеним дигиталним сензорима може бити потребно спољно напајање да би правилно функционисали. Драјвери сензора могу обезбедити одговарајући напон напајања за сензор;
Компатибилност интерфејса:Управљачки програми сензора нуде различите опције интерфејса за повезивање сензора са различитим системима или уређајима, као што су аналогни сигнали, дигитални сигнали, серијска комуникација итд.
Недостаци драјвера бинарних дигиталних сензора са једним-портом:
1. Пренос података је једносмеран{1}}само за читање. Шта ако су потребне контролне операције?
2. Подаци имају само два стања: 0/1. Како се може пренети више информација?
Систем ИО уређаја
ИО-Сензори везе не показују одступање мерења
Традиционални аналогни сигнали (температура, притисак, итд.) захтевају конверзију између аналогног и дигиталног формата током преноса. Овај процес конверзије уводи одступања података која утичу на тачност коначних резултата.
Када је повезан преко ИО-линка, измерене вредности се дигитално преносе са сензора директно на контролер, обезбеђујући да вредности пренетих података увек тачно одговарају измереним вредностима.
ИО-Повезивање везе такође елиминише подложност околним електромагнетним сметњама које су својствене традиционалном преносу аналогног сигнала.Састав ИО-мреже веза
И0-Линк се може користити са разним крајњим уређајима:
Сензори:Температура, притисак, фотоелектрични, проток... И0-Линк сензори обезбеђују дигитализоване податке сензора и подржавају даљинско конфигурисање и праћење.
актуатори:Електромагнетни вентили, драјвери мотора, серво погони... Ови актуатори омогућавају даљинско управљање, праћење и дијагностику преко И0-Линк-а.
Аналогно{0}}у-дигитални претварачи (АДЦ/ДАЦ):Повезивањем дигиталних-у-аналогних претварача, аналогни сигнали се могу емитовати из ИО-Линк мреже.
Идентификациони уређаји:Као што су РФИД читачи/писачи, скенери бар кодова, итд., како би се омогућиле функције идентификације објеката и праћења.
ИО{0}}сабирница за међусобну везу (јединствени стандард ожичења)
ИО-Везе везе користе следећа три различита типа конектора:
1. Сигнални кабл:Повезује мастер са чвориштем или ИО-Линк терминалним уређајем. Сигнали физичког слоја ИО-линка се преносе преко сигналног кабла (стандардни трожилни кабл).
2. Кабл за пренос података:Повезује мастер са контролним уређајима вишег{0}}нивоа, као што је Етернет опрема.
3. Кабл за напајање:Напаја велику струју до мастера
ИО-Обједињени стандард ожичења везе:
• ИО-Линк Мастер захтева само стандардни кабл са 3-језгра за повезивање свих ИО-Линк уређаја
• И сигнали дигиталног прекидача и аналогни сигнали могу да комуницирају податке са контролером вишег-нивоа преко овог трожилног кабла
• Предвиђање: У будућности ће сви аналогни сигнали, РС232 и РС485 бити замењени ИО-везом
ИО-Спецификација сензора везе
ИО-Сензор везе=ИО-Сензор везе (са ИО-Интерфејсом везе и логотипом) + датотека са описом ИОДД уређаја + декларација произвођача
Положај ИО-линка у индустријском ИнтернетуПоследњи 1 метар до мреже
ИО-Линк комуникација
Комуникациони интерфејси и типови података
Која је разлика између типа А и типа Б?
ИО-Мастер и славе уређаји везе комуницирају путем физичког ожичења. Главни и подређени уређаји су физички повезани преко каблова, укључујући електричне водове, водове података и сигналне водове. Традиционалне сигнале ИО сензора/активатора периодично прикупља главни уређај у стандардном 10 (СИ0) режиму. Као што је приказано на горњој слици, пинови 1-4 су пинови физичког ожичења између 10-Линк уређаја.
Функције сваког пина су следеће:
Подаци се преносе преко Пин4 пина помоћу 24В импулсно-модулисаног серијског УАРТ протокола. Типови пренетих података укључују процесне податке, параметре, дијагностику и друге сервисне податке.
У ствари, ови типови података су слични онима који се преносе у ЦАНопен-у. Овде процесни и сервисни подаци одговарају ПДО и СДО у ЦАНопен-у.
Брзина комуникације између ИО-Линк уређаја зависи од повезаних ИО-Линк уређаја и ради у три режима:
- 4.8 кБауд (ЦОМ1)
- 38.4 кБауд (ЦОМ2)
- 230.4 кБауд (ЦОМ3)
Типови података за ИО-линк су приказани у табели испод:
Подаци процеса: Најчешћи тип података, који се користи за пренос стварних физичких величина мерених сензорима, као што су температура, притисак, брзина протока и друга мерења. Подаци о процесу се обично користе у апликацијама за праћење и контролу;
Сервисни подаци:
Пакети конфигурационих података:Користи се за подешавање и конфигурисање параметара за 10-Линк уређаје, као што су брзина узорковања, режим рада, прагови, итд. Уређаји могу да шаљу конфигурационе пакете да би променили своје понашање и функционалност.
Дијагностички пакети података:Користе се за пренос дијагностичких информација о уређајима, укључујући кодове грешака, поруке упозорења, статусе грешке, итд. Ови пакети помажу системима у дијагностици и одржавању кварова.
Идентификациони пакети:Пренесите јединствене идентификаторе уређаја, информације о производњи итд. (да бисте спречили циркулацију фалсификоване робе). Ови подаци помажу идентификацији система и управљању различитим уређајима.
Статусни пакети:Пренесите оперативни статус уређаја, време рада (за евидентирање времена техничке подршке), информације о аларму, промене статуса и повезане детаље.
Пакети могућности уређаја:Пренесите функционалне и карактеристичне информације уређаја, као што су подржани режими рада, формати података итд.
Стандардни И/О:Преноси сигнале{0}}покренуте догађајима, као што су догађаји који се покрећу када уређај достигне одређено стање или стање.
Горњи дијаграм илуструје процес преноса података између ИО-мастер везе и ИО-славе уређаја. Он демонстрира предности ИО-линка у односу на традиционалне сензоре у преносу података. Појава ИО-Линк технологије омогућава сензорима не само да прикупљају податке и отпремају их у системе вишег-нивоа, већ и омогућава системима вишег-нивоа да шаљу податке сензорима или актуаторима. Поред тога, процес преноса података је изузетно брз, обично траје само 2-3 милисекунде.
ИО-Повежите развој и тестирање уређаја
ИО-Развој уређаја за повезивање
Дефиниција апликације:
1. Функционалност актуатора или сензора
2. Дефинишите цикличне податке (процесни подаци)
3. ИО-Функције уређаја за повезивање (параметри, догађаји, системске команде, складиштење података)
МЦУ избор:
- ЦОМ2: Препоручени 8-битни процесор
- ЦОМ3: Препоручени 16-бит, нпр. Цортек-М0 или новији
Типични параметри перформанси:
- 6-15 МХз
- Фласх: ±16 кБите
- РАМ: ±0,5 кБите
- Тренутна потрошња:<10 mA
ПХИ избор чипа:.
Два типична ПХИ чипа.
Основне функције.
Аутоматско{0}}откривање захтева за буђење (ВУРК).
РКС, ТКС ЦИК.
ТКС енабле.
Све брзине комуникације, висока-страна, ниска-страна, потисни-излаз.
Интегрисана обрада оквира.
СПИ, И2Ц
.УАРТ
.Додатне карактеристике
.ЛДО, ДЦ/ДЦ претварач
.Сензор температуре
.Заштита од обрнутог поларитета
.РЦ осцилатор / ПЛЛ као замена кристала
.Промена режима: НПН, ПНП, Пусх-Пулл...
.Хот замена, заштита линије...
ПС: Шта је ПХИ чип?
ПХИ чип, скраћеница за Пхисицал Лаиер цхип, односи се на интегрисано коло које се користи у рачунарским мрежама за управљање комуникацијама физичког слоја. Физички слој је слој унутар архитектуре рачунарске мреже одговоран за управљање физичким преносом података и конверзијом електричног сигнала. Он трансформише логичке податке у формат сигнала погодан за пренос преко мреже. ПХИ чипови се обично користе за повезивање рачунара, сервера, рутера, прекидача и других мрежних уређаја, омогућавајући физички пренос података између веза.
ПХИ чипови се примењују на различите мрежне протоколе, са уобичајеним примерима укључујући:
• Етхернет ПХИ чипови:Користи се за Етхернет комуникацију, претварајући оквире података у одговарајуће електричне сигнале за пренос преко Етернета.
• УСБ ПХИ чипови:Запослен у УСБ (Универсал Сериал Бус) интерфејсима, руковање преносом података и конверзијом електричних сигнала за УСБ уређаје.
• ПЦИе ПХИ чипови:Користи се за ПЦИ Екпресс интерфејсе, за управљање брзим{0}}преносом података између ПЦИе уређаја.
• ПХИ чипови за бежичну комуникацију:У бежичним комуникацијама као што су ВиФи, Блуетоотх и мобилне мреже, ПХИ чипови претварају податке у бежичне сигнале и обрнуто.
• Фибер оптички комуникациони ПХИ чипови:Користи се за комуникацију путем оптичких влакана, претварајући податке у оптичке сигнале за пренос кроз влакна.
Тестирање конзистентности:
Зашто вршити тестирање усаглашености?
Тестирање усаглашености потврђује да ли су уређаји, системи или апликације исправно примењени и функционишу у складу са ИО-Линк стандардом.
Испитивање усаглашености мора бити спроведено пре објављивања МД.
ИО-Радна група за квалитет везе је одговорна за израду и одржавање документације.
Документ детаљно описује техничке спецификације за тестирање главног и уређаја.
Садржи спецификације за информације о опреми за тестирање.
Приступ документу: ИО-Линк званични веб-сајт
Тест Итемс
• Тест физичког слоја: Захтева електронску опрему и обично се изводи ручно
• Тест протокола: мора да се спроведе коришћењем система за тестирање протокола који је одобрио ИО-Технички комитет за везу
• ЕМЦ тест: ЕМЦ тестирање је наведено у спецификацији ИО-линк интерфејса и захтева наменску опрему за тестирање електромагнетне компатибилности
Процес тестирања конзистентности
ИО{0}}Конфигурација везе на различитим магистралама
Однос између ИО-линк и система магистрале
Као што је приказано на дијаграму изнад, 10-Линк не утиче на системску магистралу. Напротив, 10-Линк премошћује „последњу миљу“ између контролера и сензора/актуатора. Не такмичи се са магистралом, већ побољшава интеграцију и стандардизацију система.
. 10-Линк се не ослања на постојеће технологије сабирнице и може да се интегрише у њих.
Користи стандардне М12 и М8 конекторе са 3-пинским и 5-пинским кабловима.
Јединствени интерфејс способан за пренос Д1, ДО, аналогних сигнала итд.
ИО-Резиме конфигурације везе.
ИО-Линк је компатибилан са главним протоколима магистрале.
ИО-Компоненте система везе су једноставне, лако се склапају и имају ниске захтеве за кабловима за комуникацију.
Конфигурација је слична за различите магистрале; комуникација се остварује на основу потребне величине улазно/излазних процесних података славе-а.
ИО-Дијагностику комуникације везе је лако применити!.
ИО-Линк комуникација лако преузима различите податке уређаја, олакшавајући одржавање и надгледање
ИО-Линк Девице Софтваре Протоцол Стацк
АсиаИнфо ИО-Линк Девице Софтваре Протоцол Стацк је дизајниран на основу АсиаИнфо Елецтроницс АКСМ-ИОЛС ИО-Линк Девице Евалуатион Боард-а, који садржи микроконтролер СТМицроелецтроницс СТМ32Ф469АИ и развијен у развојном окружењу СТМ32Цубе ИДЕ. Овај пакет софтверског стека укључује пробну библиотеку за АсиаИнфо ИО-Линк Девице Софтваре Протоцол Стацк, ИО-драјвере за сензоре везе и демонстрационе апликације. Софтверска архитектура АсиаИнфо ИО-Линк Девице Софтваре Протоцол Стацк-а је изграђена на СТМицроелецтроницс-овом СТЕВАЛ-БФА001В2 комплету за развој софтвера, интегришући АсиаИнфо-ову независно развијену ИО-библиотеку стека софтверских протокола за уређај Линк. Корисници који користе АКСМ-ИОЛС ИО-одбор за процену Линк уређаја могу да спроведу комплетно-тестирање и процену АКСМ ИО-Пробне библиотеке софтверског протокола за повезивање уређаја у току 72-часовног пробног периода након активације функционалности фирмвера, искључујући надоградњу фирмвера.
Карактеристике
• У складу са ИО-Интерфејсом везе и спецификацијом система В1.1.3
• Уназад компатибилан са ИО-Линк В1.0 мастерима
• Изворни код је у складу са АНСИ-Ц 99 стандардом
• Подржава ажурирања фирмвера преко ИО-линк интерфејса
• Режими рада: ИО-режим везе и стандардни И/О режим
• Подржава ИСДУ комуникацију и складиштење података
• Постиже доследну размену података процеса (ПДЕ) преко наизменичних бафера
• Подржава све типове телеграма и брзине преноса: 4,8Кбпс (ЦОМ1), 38,4Кбпс (ЦОМ2) и 230,4Кбпс (ЦОМ3)
• Минимални отисак: РАМ < 1 КБ, Фласх < 10 КБ
• Развијено на основу АКСМ-ИОЛС ИО-Линк Девице Евалуатион Боард-а који садржи СТ Л6362А ИО-Линк трансц
Апликације производа
ИО{0}}Сензори везе
Сензори за температуру/Влажност/Притисак/Фотоелектрични/Висион/ТоФ Гестуре Сензори, итд.
ИО{0}}Актуатори везе
Погони вентила/Контрола мотора/Паметни ЛЕД фарови, итд.
ИО{0}}Чворишта везе
ИО-Линк Валве Исландс
