IO-Link bascule les capteurs dans l’ère du numérique
IO-Link est une technologie de communication numérique qui s’est imposée dans l’industrie afin d’exploiter tout le potentiel des capteurs et actionneurs, tout en offrant des gains de câblage conséquents.
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De nombreuses applications industrielles tirent d’ors et déjà partie d’IO-Link durant les phases d’installation, d’exploitation et de maintenance des procédés. Ifm détaille pourquoi IO-Link peut procurer des gains d'efficacité et des réductions de coûts significatifs. Ce qui s’explique par la réduction des temps d'installation, du nombre inférieur de composants requis et d'une plus simple intégration dans le système de contrôle-commande.
IO-Link est une interface de communication point à point permettant aux capteurs et actionneurs de dialoguer avec les systèmes de commandes. Il s’agit d’une technologie d’entrées/sorties normalisée, répondant à la norme IEC 61131-9. Un système IO-Link se compose en général d’au moins un module « Maître » raccordé à des périphériques par des câbles standards trois à cinq fils. Ce qui en facilite la mise en place.
IO-Link n’est pas un nouveau bus de terrain et n’est donc pas une alternative aux technologies Ethernet/IP, Profinet, Ethercat ou Powerlink. Il s’agit d’un complément, qui vient combler un manque entre les réseaux de communication industriels et les entrées / sorties. IO-Link est développé par un consortium international rassemblant des fabricants de capteurs, détecteurs, actionneurs et commandes (IO-Link Consortium).
Un système IO-Link comprend généralement au moins un module « Maître » raccordé à des périphériques par des câbles standards. Source : Ifm.
Facilité de mise en service
Les appareils IO-Link sont par exemple raccordés en toute simplicité au moyen d'un connecteur M12. Les dysfonctionnements dus à des câblages incorrects sont donc exclus. Comme des câbles industriels standards peuvent être utilisés pour la transmission de données, la variance des câbles nécessaires se réduit. En outre, un seul câble doit retourner à l'API et grâce à l'indice IP69K de nombreux maîtres IO-Link peuvent être utilisés directement sur le terrain.
Si un maître IO-Link est utilisé, il enregistre tous les paramètres des capteurs raccordés. Si un capteur est ensuite remplacé par une unité identique, les paramètres enregistrés sont automatiquement chargés dans le nouveau capteur. Il n'est donc pas nécessaire de procéder à un nouveau paramétrage.
Ce remplacement plug & play des capteurs est rendu possible par l'identification unique de l'appareil par les identifiants du fournisseur et de l'appareil : avec IO-Link, les appareils peuvent être vérifiés. Cela évite qu'un appareil soit remplacé par un appareil de rechange inapproprié.
La transmission de données IO-Link repose sur un signal purement numérique. Source : Ifm.
Transmission sans erreurs
Les valeurs mesurées des capteurs conventionnels sont converties plusieurs fois en données numériques et analogiques avant leur évaluation finale dans l'API. Cela mène à la perte de la valeur mesurée exacte. La transmission de données IO-Link se base sur un signal 24 V et est purement numérique, donc sans conversions ni pertes.
En outre, la transmission de signal est particulièrement insensible aux parasites. Les câbles blindés ainsi que les mises à la terre associées ne sont plus nécessaires, la transmission de données peut être réalisée au moyen de câbles industriels standards. La nouvelle technologie rend inutiles les coûteuses cartes d'entrée analogiques.
Les capteurs de pression aseptiques d'ifm détectent en continu le niveau dans les tanks pressurisés. Par le passé, des pertes de conversion ainsi que des influences CEM dans la transmission des signaux analogiques provoquaient des inexactitudes. Grâce à la transmission complètement numérique via IO-Link, la valeur mesurée est maintenant transmise avec précision au système de contrôle-commande.
Un maître IO-Link enregistre tous les paramètres des capteurs raccordés. Lors du remplacement d’un capteur identique, les paramètres enregistrés sont automatiquement chargés dans le nouveau capteur. Source : Ifm.
Indépendant de l'API et du bus de terrain
Via les maîtres IO-Link, les appareils IO-Link peuvent être intégrés dans presque toutes les infrastructures de systèmes de bus de terrain et de contrôle-commande. Ils disposent par exemple d'interfaces avec Profinet, EtherNet/IP ou AS-i. Les blocs fonctionnels de l'API simplifient la programmation. IO-Link a été développé conjointement par de nombreux fabricants du secteur de l'automatisation en tant que norme ouverte et fait l'objet de constantes améliorations. Il est également possible de connecter des actionneurs aux maîtres IO-Link, comme des îlots de vannes. Les infrastructures sont alors réduites et plus flexibles dans les installations.
Plusieurs valeurs mesurées
Par exemple dans les circuits de refroidissement, plusieurs valeurs process sont souvent détectées pour permettre la précision de la commande de process. Un point de mesure conventionnel comporte ainsi plusieurs capteurs, pour détecter par exemple le débit, la quantité totale et la température. Les capteurs IO-Link peuvent déterminer plusieurs valeurs process et les transmettre numériquement. Un capteur de débit avec IO-Link est ainsi en mesure de détecter avec précision l'ensemble des trois valeurs dans un seul appareil et de les transmettre numériquement via un câble standard à 3 fils. Cela réduit significativement les coûts de configuration, d'installation ainsi que de stockage de capteurs de remplacement.
Accès à distance aux paramètres
Tous les paramètres des appareils IO-Link peuvent être modifiés avec un logiciel de paramétrage. Cela permet des ajustements rapides et minimise les temps d'arrêt. Un capteur IO-Link peut être verrouillé au moyen des touches de commande ou par accès à distance avec un logiciel. Ce verrouillage du capteur ne peut ensuite plus être désactivé sans le logicie Ce qui empêche une modification volontaire ou involontaire des paramètres. Le logiciel Moneo configure d’ifm permet de mémoriser les réglages des appareils et de créer des protocoles de réglage.
Les paramètres des détecteurs dotés d’une interface IO-Link peuvent être modifiés à distance en cas de changement de production sans que la ligne de montage ne soit stoppée. Source : Ifm.
Maintenance préventive et diagnostic
Avec IO-Link, les données process et les données de service sont transmises simultanément. Des données de diagnostic récupérables de manière acyclique, telles que les valeurs minimales ou maximales, ou les défauts tels que les ruptures de câble ou les courts-circuits, permettent une maintenance conditionnelle assurant une meilleure disponibilité des installations. L'accès à toutes les données de diagnostic est aussi possible pendant le fonctionnement.
Les capteurs de débit magnéto-inductifs de type SM mesurent par exemple le débit dans un circuit de refroidissement. Si un défaut se produit, les données de diagnostic sont transmises par le maître au système de commande. Une identification du capteur défectueux est assurée.
Détection sophistiquée
IO-Link permet de visualiser ce que mesure le capteur. De nombreux capteurs peuvent être utilisés comme capteurs purement binaires, par exemple pour fournir un signal de commutation à des limites de niveau. Les capteurs transmettent aussi les valeurs process actuelles via l'interface IO-Link intégrée. Ceci permet, par exemple, de distinguer le produit du liquide de nettoyage. Il est également possible de détecter la mousse ou les souillures résiduelles après les procédures de nettoyage, afin de protéger l'installation et le produit.
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