IO-Link là một giao thức truyền thông nối tiếp điểm-điểm được tiêu chuẩn hóa quốc tế (IEC 61131-9), được thiết kế để kết nối cảm biến và bộ truyền động với các hệ thống điều khiển công nghiệp. Là một yếu tố then chốt của Industry 4.0, nó chuyển đổi các cảm biến nhị phân hoặc tương tự thông thường thành các thiết bị thông minh có khả năng trao đổi dữ liệu hai chiều. Không giống như các hệ thống fieldbus truyền thống, IO-Link hoạt động trên cáp 3 dây không được che chắn tiêu chuẩn (tối đa 20 mét) và sử dụng các đầu nối M8/M12 phổ biến, đảm bảo khả năng tương thích trên các kiến trúc tự động hóa đa dạng. Bằng cách hỗ trợ tốc độ dữ liệu lên đến 230,4 kbaud, nó tạo điều kiện cho việc truyền dữ liệu theo thời gian thực về các giá trị quy trình, thông số thiết bị và thông tin chẩn đoán, thu hẹp khoảng cách giữa các thiết bị cấp trường và các hệ thống điều khiển cấp cao hơn như PLC hoặc nền tảng đám mây.
Hệ thống IO-Link bao gồm ba thành phần cốt lõi: một master IO-Link, các thiết bị IO-Link (cảm biến/bộ truyền động) và một cáp tiêu chuẩn. Master đóng vai trò là cổng giữa hệ thống điều khiển (ví dụ: PLC) và các thiết bị được kết nối, quản lý giao tiếp thông qua các trao đổi dữ liệu theo chu kỳ được gọi là chuỗi M. Dữ liệu được phân loại thành:
Dữ liệu quy trình: Các giá trị được truyền theo chu kỳ (ví dụ: số đọc nhiệt độ, trạng thái công tắc).
Dữ liệu dịch vụ: Các thông số không theo chu kỳ (ví dụ: nhận dạng thiết bị, cài đặt cấu hình).
Dữ liệu sự kiện: Cảnh báo chẩn đoán (ví dụ: cảnh báo quá tải, lỗi kết nối).
Giao thức hỗ trợ ba tốc độ baud (COM1: 4,8 kbaud, COM2: 38,4 kbaud, COM3: 230,4 kbaud) và sử dụng cơ chế đánh thức để tự động đàm phán tốc độ truyền thông. Mỗi thiết bị được mô tả bằng tệp Mô tả thiết bị IO (IODD), cho phép tích hợp plug-and-play và lưu trữ thông số để thay thế cảm biến liền mạch.
Bảo trì dự đoán: Cảm biến rung với IO-Link (ví dụ: PCB model 674A91) giám sát quạt công nghiệp, truyền dữ liệu theo thời gian thực về gia tốc đỉnh, vận tốc RMS và nhiệt độ để dự đoán hỏng hóc ổ trục hoặc sai lệch, giảm thời gian ngừng hoạt động lên đến 30%.
Tối ưu hóa quy trình trong sản xuất: Trong sản xuất bia, cảm biến nhiệt độ và áp suất IO-Link (ví dụ: dòng Sentinel) cho phép hiệu chuẩn từ xa các bể lên men và hệ thống CIP, đảm bảo kiểm soát chính xác các chu kỳ làm sạch và dòng nguyên liệu.
Dây chuyền sản xuất linh hoạt: Đầu đọc RFID với giao diện IO-Link (ví dụ: Pepperl+Fuchs IUT-F191) cho phép tham số hóa động cho sản xuất theo lô-kích thước-một, trong đó cài đặt cảm biến thích ứng với các định dạng bao bì khác nhau mà không cần can thiệp thủ công.
An toàn và Chẩn đoán: Các phần mở rộng An toàn IO-Link cung cấp giám sát lỗi chi tiết (ví dụ: phát hiện ngắn mạch) cho các hệ thống quan trọng, tuân thủ các tiêu chuẩn IEC 61784-3 đồng thời đơn giản hóa việc đi dây thông qua cáp thống nhất.
IO-Link loại bỏ sự suy giảm tín hiệu tương tự bằng cách số hóa dữ liệu tại nguồn, đảm bảo độ chính xác bất chấp nhiễu điện từ. Khả năng hai chiều của nó cho phép cấu hình từ xa thông qua các công cụ phần mềm (ví dụ: Sensor Studio), giảm thời gian chạy thử xuống 50% so với thiết lập thủ công. Ngoài ra, công nghệ này làm giảm độ phức tạp của hệ thống dây bằng cách thay thế nhiều cáp tương tự bằng một cáp duy nhất cho mỗi thiết bị, giảm chi phí lắp đặt từ 15–20%. Việc tích hợp với các nền tảng đám mây thông qua master IO-Link cũng cho phép phân tích dữ liệu sẵn sàng cho IIoT để có được những hiểu biết dự đoán.
Người liên hệ: Ms. Caroline Chan
Tel: 13271919169