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Technologie von Netzwerk- und Feldbuskomponenten

Netzwerk- und Feldbuskomponenten ermöglichen eine reibungslose Kommunikation zwischen Geräten und sichern einen effizienten Datenaustausch sowie die Steuerung im Netzwerk. Dazu zählen IO-Link-Master, Anschlussboxen, Switches und Gateways, die Daten über Industrial Ethernet oder IO-Link zuverlässig übertragen.

Canali di comunicazione e collegamenti per la trasmissione dei dati

Cablaggio punto a punto

Con questo collegamento tradizionale, i sensori vengono cablati direttamente al sistema di controllo. 
 
I segnali analogici sono soggetti a disturbi
I sensori con più valori misurati richiedono un cavo di uscita separato per ogni valore
La conversione da digitale ad analogico riduce la qualità del segnale e la precisione

IO-Link-Steuerungssystem

Der Sensor ist an einen IO-Link-Master angeschlossen und kommuniziert in einem übergeordneten Netzwerk mit der Steuerung. IO-Link selbst ist kein Feldbus.
 
Die Ethernet-Kommunikation zwischen IO-Link-Master und SPS ermöglicht eine bidirektionale digitale Datenübertragung
Ein 3-adriges Industriekabel überträgt mehrere Prozesswerte über ein einziges Kabel
Keine EMV-Störungen oder Signalverluste

Bestandteile eines IO-Link-Systems

Ein IO-Link-System setzt sich aus drei wesentlichen Komponenten zusammen: dem Master, dem Sensor und einem ungeschirmten Kabel, das die Verbindung herstellt. Diese einfache, aber leistungsstarke Lösung ermöglicht eine flexible und effiziente Integration von Sensoren und Aktoren in industrielle Anwendungen. Durch die Schutzart IP67 sind wenglor-Produkte für den dezentralen Einsatz außerhalb des Schaltschrankes geeignet.
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IO-Link master
Hub IO-Link
Convertitore IO-Link
Sensori con uscita analogica:
Sensori compatibili IO-Link
Controllo (PLC)
Connessione al 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

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

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 intégré et stockage des données pour le transfert des paramètres

IO-Link permet, grâce à la fonction de stockage des données, le transfert des paramètres du capteur vers un appareil de remplacement identique lors du remplacement du capteur. Cette fonction doit être activée et configurée dans le maître.

Pour les réseaux PROFINET, le maître IO-Link EP8P001 de wenglor offre la fonction IODD intégrée supplémentaire pour le paramétrage des capteurs. Les IODD wenglor pertinents sont enregistrés dans le fichier GSDML, et peuvent être utilisés directement dans l’outil de configuration pour le paramétrage des capteurs. Les données de paramètres stockées dans l’API peuvent ainsi être transférées rapidement et simplement vers un capteur de remplacement.

Ethernet industriel

L’Ethernet industriel est une évolution de l’Ethernet LAN (Local Area Network) classique utilisé pour connecter plusieurs appareils dans un réseau local. Grâce aux adresses IP, de nombreux appareils peuvent être identifiés de manière unique, ce qui permet une communication rapide et l’échange de grandes quantités de données. Contrairement à l’Ethernet standard, l’Ethernet industriel a été spécialement conçu pour une utilisation dans les environnements industriels. Il offre, entre autres, une sécurité accrue et la possibilité de communiquer en temps réel, ce qui lui permet de répondre aux exigences de la technologie d’automatisation moderne.

Quels sont les protocoles Ethernet industriel disponibles ?

Ethernet industriel vs bus de terrain

L’Ethernet industriel permet une communication à tous les niveaux, pas seulement au niveau du terrain. Il se caractérise par une grande flexibilité et permet le transfert de grandes quantités de données. En revanche, les bus de terrain sont spécialement optimisés pour les applications en temps réel et se distinguent par une installation plus simple.
L’internet industriel des objets (Industrial Internet of Things, IIoT) constitue la base de la mise en réseau intelligente et de la numérisation des processus industriels. L’utilisation des technologies les plus récentes permet de réaliser une production efficace et transparente. L’IIoT connecte les appareils, les machines et les capteurs, ce qui permet de recueillir et de collecter des données et informations en temps réel, telles que celles provenant de la production.

Protocoles IIoT pour une intégration flexible

Grâce à des interfaces et des normes de communication modernes, l’IIoT peut être adapté de manière flexible à différentes exigences. Les protocoles courants incluent :

JSON

JSON permet un accès flexible aux données, notamment via les API REST qui facilitent l’accès via les services web. MQTT est un protocole léger qui garantit une communication efficace entre les appareils et les applications.

OPC UA

Protocole standardisé et indépendant du fabricant pour l’échange sécurisé de données dans l’automatisation industrielle.
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