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Technologie des composants réseau et bus de terrain

Les composants réseau et bus de terrain permettent une communication fluide entre les appareils et assurent un échange de données et un contrôle efficaces au sein du réseau. Cela inclut notamment les maîtres IO-Link, les répartiteurs, les switch et les passerelles qui transmettent des données de manière fiable via Ethernet industriel ou IO-Link.

The Most Important Facts at a Glance
Industrial Communication
Definition of IO-Link
Avantages d’IO-Link
Comunicazione di IO-Link
industrial ethernet
Industrie 4.0

The Most Important Facts at a Glance

  • IO-Link is a standardized communication protocol for sensors and actuators.

  • The system components include IO-Link devices, standard cables and IO-Link master.

  • IO-Link masters from wenglor enable connection to Industry 4.0 and IIoT systems.

  • IO-Link 1.1 offers enhanced functionality, improved diagnostics and broader device support.

  • Industrial Ethernet is considered to be the successor to the traditional fieldbuses.

  • wenglor products that comply with the degree of protection IP67 are suitable for decentralized installation outside the control cabinet.

What Does Industrial Communication Mean?

In industry, it is crucial to transmit information reliably. This data transfer enables machines to communicate with each other, control processes, and allows people to work efficiently with machines. A sensor records data such as temperature or pressure in a system and forwards it to a controller. The control system processes this information and sends commands to so-called actuators. Actuators then perform actions, such as starting a motor or turning on a light. They convert electrical signals into mechanical movements or other physical actions. The communication paths and connections in the data transfer can be different. 

What Is IO-Link?

IO-Link (Input-Output-Link) is the first standardized IO technology that enables bidirectional communication with sensors and actuators. The system is based on a point-to-point connection between an IO-Link master and a sensor, with each port of the master having a unique address.

With IO-Link, different data types such as process, diagnostic and parameter data can be read out, providing a comprehensive overview of the condition and function of the sensors. Communication between the IO-Link master and the sensor is bidirectional, which allows both the detection of data and the parameterization of the sensors. IO-Link is suitable for both new construction of industrial plants (greenfield) and for modernization and maintenance of existing plants (brownfield). Even in existing systems, IO-Link can be easily integrated to benefit from the many advantages.

Communication Routes and Connections for Data Transfer

Point-to-Point Cabling

With this traditional connection, the sensors are wired directly to the controller. 
 
Analog signals are susceptible to noise interference
Sensors with multiple measured values require a separate output cable for each value
Converting digital to analog signals reduces signal quality and accuracy

Système de commande IO-Link

Le capteur est raccordé à un maître IO-Link et communique avec la commande au sein d’un réseau de niveau supérieur. IO-Link n’est pas un bus de terrain.
 
La communication Ethernet entre le maître IO-Link et l’API permet une transmission bidirectionnelle de données numériques
Un câble industriel à 3 fils transmet plusieurs valeurs de process via un seul câble
Aucune interférence électromagnétique (EMI) ou pertes de signal

Composants d’un système IO-Link

Un système IO-Link se compose de trois composants essentiels : le maître, le capteur et un câble non blindé qui établit la connexion. Cette solution simple mais performante permet une intégration flexible et efficace des capteurs et des actionneurs dans les applications industrielles. Grâce à l’indice de protection IP67, les produits wenglor sont adaptés à une utilisation décentralisée en dehors de l’armoire de commande.
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Maître IO-Link
Hub IO-Link
Convertisseur IO-Link
Capteurs avec sortie analogique
Capteurs compatibles avec IO-Link
Commande (API)
Connexion au cloud

Du capteur traditionnel au capteur intelligent

Dans la mesure où les capteurs avec sortie analogique fournissent des informations limitées, ils sont généralement restreints à des valeurs de mesure individuelles. La transmission de données supplémentaires nécessite davantage d’entrées, ce qui complexifie le câblage et accroît les coûts.

En revanche, la technologie IO-Link permet une intégration efficace et fluide des capteurs dans les systèmes API et les applications IIoT. Elle réduit le câblage, augmente la diversité des données et garantit une communication continue. Cela rend les systèmes d’automatisation modernes plus flexibles et plus évolutifs.

L’exemple suivant montre clairement la différence entre les sorties analogiques et numériques ainsi que les données fournies par les capteurs compatibles avec IO-Link.
 

Schéma de raccordement d’un capteur avec sortie analogique

Informations sur les données de process, telles que :

  • Sorties de commutation

  • Valeurs de mesure

  • Messages d’erreur

  • Informations sur les niveaux de contamination

Schéma de raccordement d’un capteur numérique

  • La sortie est limitée à deux états : marche (on) ou arrêt

  • Aucune valeur ou information supplémentaire, uniquement l’état « marche » ou « arrêt »

Schéma de raccordement d’un capteur IO-Link

  • Données cycliques : Valeur de distance, intensité, valeur de distance

  • Données acycliques : Mode de simulation, paramètres de configuration, numéro de série, identification

  • Événements : Points de commutation, valeurs Teach-in

*
+ = tension d’alimentation +
- - = Tension d’alimentation 0 V
O = Sortie analogique
nc = Non connecté
 = Sortie TOR contact à ouverture (NC) 
A/= IO-Link

Avantages d’IO-Link

Icône Horaires de travail reposant sur la confiance, blanc

Remplacement rapide des capteurs

Icône Tutoriels, blanc

Mise en service simple

Condition Monitoring

Icône Sélecteur de produit, blanc

Plusieurs valeurs de mesure par appareil

Icône Sélection de la langue, blanc

Accès à distance aux paramètres du capteur

Icône Épargne salariale, blanc

Disponibilité accrue des installations

La différence entre IO-Link 1.0 et 1.1

IO-Link 1.1, publié en 2013 comme une évolution de la version initiale 1.0, a apporté des améliorations significatives en termes de flexibilité et d’efficacité, notamment pour les applications impliquant des capteurs et actionneurs complexes. La nouvelle version a également permis une plus grande évolutivité et a ouvert la voie à des solutions d’automatisation adaptées aux besoins futurs.

 

La différence entre IO-Link 1.0 et IO-Link 1.1 se reflète notamment dans les fonctionnalités, la flexibilité et les performances étendues de la version la plus récente. Les principales nouveautés sont :
 

  • L’introduction de COM3 (230,4 kBaud) pour un transfert de données plus rapide

  • L’extension de la longueur maximale des données de process à 32 octets

  • L’implémentation de la fonction de stockage de données pour l’enregistrement et le transfert automatique des paramétrages existants sur des appareils de remplacement

Come comunica IO-Link?

IO-Link consente il collegamento affidabile dei dispositivi al sistema di controllo e garantisce una comunicazione stabile. La scelta del protocollo di comunicazione dipende solitamente dal sistema di controllo, poiché i diversi protocolli offrono caratteristiche diverse, come la velocità di trasmissione e la quantità di dati da trasferire.

wenglor supporta IO-Link master compatibili con i protocolli più diffusi come Ethernet/IP, PROFINET ed EtherCAT. Il portfolio di wenglor comprende inoltre sensori con collegamento diretto Industrial Ethernet, come ad esempio la serie PNBC.

IODD on board e storage dei dati per l’acquisizione dei parametri

Con la funzione Data-Storage, IO-Link consente di trasferire la parametrizzazione del sensore a un dispositivo sostitutivo dello stesso tipo in caso di sostituzione del sensore. Questa funzione deve essere attivata e configurata nel master.

Per le reti PROFINET, il wenglor IO-Link master EP8P001 offre la funzione aggiuntiva IODD on Board per il settaggio dei sensori. Nella GSDML sono memorizzati gli IODD wenglor rilevanti che possono essere utilizzati direttamente nello strumento di configurazione per la parametrizzazione del sensore. In questo modo, i dati dei parametri memorizzati nel PLC possono essere trasferiti in modo rapido e semplice a un sensore sostitutivo.

Questa è l'Industrial Ethernet

Industrial Ethernet è un’evoluzione della classica rete LAN (Local Area Network) utilizzata per collegare più dispositivi in una rete locale. Gli indirizzi IP consentono l’identificazione univoca di numerosi dispositivi, consentendo una comunicazione rapida e lo scambio di grandi quantità di dati. A differenza dell’Ethernet standard, l’Industrial Ethernet è stato sviluppato appositamente per l’uso in ambienti industriali. Tra le altre cose, offre una maggiore sicurezza e la possibilità di comunicare in tempo reale, soddisfacendo così le esigenze della moderna tecnologia di automazione.

Quali sono i protocolli Ethernet industriali?

Per l’Industrial Ethernet esistono circa 20 diversi protocolli basati sullo standard IEEE 802.3 (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Ogni protocollo ha caratteristiche e vantaggi specifici, motivo per cui la scelta del protocollo giusto è fondamentale. wenglor offre IO-Link master per i seguenti protocolli: 
 
Esempio di produttori di sistemi di controllo Siemens Beckhoff Automazione Rockwell
Area Europa, globale Europa, globale USA, globale
Per l’Industrial Ethernet esistono circa 20 diversi protocolli basati sullo standard IEEE 802.3 (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Ogni protocollo ha caratteristiche e vantaggi specifici, motivo per cui la scelta del protocollo giusto è fondamentale. wenglor offre IO-Link master per i seguenti protocolli: 
 

Industrial Ethernet vs. Feldbus

Industrial Ethernet ermöglicht eine Kommunikation über alle Ebenen hinweg, nicht nur in der Feldebene. Es zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus und erlaubt die Übertragung großer Datenmengen. Im Gegensatz dazu sind Feldbusse speziell für Echtzeitanwendungen optimiert und überzeugen durch eine einfachere Installation.

IIoT-ready für Industrie 4.0

Industrial Internet of Things
L’Industrial Internet of Things (IIoT) costituisce la base per il collegamento in rete intelligente e la digitalizzazione dei processi industriali. Grazie all’impiego delle più moderne tecnologie, si ottiene una produzione efficiente e trasparente. L’IIoT collega dispositivi, macchine e sensori, consentendo di acquisire e raccogliere dati e informazioni in tempo reale, ad esempio dalla produzione.

Protocolli IIoT per un’integrazione flessibile

Grazie alle moderne interfacce e agli standard di comunicazione, l’IIoT può essere adattato in modo flessibile alle diverse esigenze. I protocolli comuni includono:

JSON

JSON consente un accesso flessibile ai dati, tra cui l’API REST, che semplifica l’accesso tramite servizi web. MQTT è un protocollo leggero che garantisce una comunicazione efficiente tra dispositivi e applicazioni.

OPC UA

Un protocollo standardizzato indipendente dal produttore per lo scambio sicuro di dati nell’automazione industriale.
Highlights dei prodotti
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Selettore di prodotti
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Contatto
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