Aggiornamento digitale con IO-Link

La Starrag Technology GmbH di Bielefeld (Germania) è un'azienda che produce macchine utensili e le equipaggia ampiamente con sensori IO-Link di ifm.

L'implementazione di Industry 4.0 crea una silhouette digitale di un impianto per ottimizzare i processi. Le informazioni essenziali sono fornite da molti sensori già installati per il controllo dei macchinari. Grazie alla tecnologia IO-Link, questi sensori forniscono molti più dati rispetto ai semplici segnali di commutazione o ai valori analogici. La Starrag Technology GmbH di Bielefeld (Germania) è un'azienda che produce macchine utensili e le equipaggia ampiamente con sensori IO-Link di ifm

Il centro di lavoro a portale della serie FOGS di Starrag Technology GmbH è una macchina con queste caratteristiche. Viene utilizzato nell'ingegneria meccanica e nell'industria aeronautica e automobilistica, ad esempio, per la produzione di parti di carrozzeria. La macchina nella foto viene utilizzata per la lavorazione di componenti del telaio (carrello di atterraggio) nell'industria aeronautica.

Queste complesse macchine utensili richiedono sensori per il monitoraggio di tutti i mezzi (ad es. refrigeranti e lubrificanti, idraulica, controllo della temperatura della macchina). Sono necessarie strette tolleranze per le temperature dei fluidi, i valori di pressione e le quantità di flusso volumetrico per garantire che gli utensili siano utilizzati con la massima efficienza nei processi di produzione completamente automatizzati.

Sensori con interfaccia digitale

IO-Link è una robusta interfaccia digitale basata su livelli di segnale a 24 V che, oltre ai semplici segnali di commutazione, consente la comunicazione bidirezionale con il controllore attraverso il normale cavo del sensore. I sensori trasmettono i valori di misura digitali e le informazioni diagnostiche tramite IO-Link al master IO-Link, come ad esempio un modulo IO, un gateway o un PLC dotato di porte IO-Link. I sensori sono collegati con connettori standard M12. I cavi schermati e la relativa messa a terra non sono più necessari.

Starrag Technology GmbH opta per i sensori di fluidi della ifm electronic. Il motivo: Lo specialista dei sensori offre la più ampia gamma di sensori di processo con IO-Link.

Impostazione dei parametri del sensore remoto

Uno dei maggiori vantaggi di IO-Link è la possibilità di trasferire al sensore tutti i dati dei parametri necessari attraverso il cavo di collegamento IO-Link. I dati dei parametri del sensore (ad es. punti di commutazione, isteresi di commutazione, colore del display) possono essere trasferiti dal controllore ai sensori compatibili con IO-Link, sia quando i sensori sono impostati che successivamente durante il funzionamento e per adattarli ad una situazione specifica. Vantaggio per il cliente: Durante la fase di messa in funzione di una macchina, i parametri del sensore precedentemente proiettati possono essere trasferiti al sensore in modo rapido, semplice e affidabile. Se necessario, ad esempio nel caso di lotti di piccole dimensioni, IO-Link consente di memorizzare separatamente sul sensore diversi set di parametri per prodotti diversi. Inoltre, grazie all'impostazione dei parametri basata sul controllore, la successiva ottimizzazione del processo tramite manutenzione a distanza è facile con IO-Link. Tutto sommato, si può dire che IO-Link è una tecnologia chiave per le applicazioni Industry 4.0.

Doppio backup dei dati

Oltre all'impostazione dei parametri del sensore basata sul controllore, IO-Link a partire dalla versione 1.1 garantisce una doppia memorizzazione dei dati dei parametri del sensore sull'apparecchio e sul master IO-Link. Dietmar Wallenstein, e-construction and commissioning department manager di Starrag Technologies, afferma: "Uno dei grandi vantaggi di IO-Link è il backup automatico dei dati dei sensori che avviene in background. Ogni sensore (dispositivo) invia automaticamente i suoi set di parametri al master IO-Link. Lì, essi vengono specchiati e memorizzati come backup. Non appena un sensore viene sostituito, i dati vengono scambiati automaticamente con il nuovo dispositivo. I dati dei parametri vengono poi trasferiti automaticamente dal master IO-Link al dispositivo IO-Link. Ciò rende molto più semplice la sostituzione di un sensore e riduce notevolmente i tempi di fermo macchina in caso di guasto. Allo stesso tempo, questo riduce il carico di lavoro del personale di servizio e di manutenzione"

Gli errori di impostazione dei parametri del sensore appartengono al passato. La sostituzione di un sensore richiede solo l'installazione meccanica. Il cliente può sostituirlo senza bisogno di alcun supporto. Il personale addetto alla manutenzione non ha bisogno di essere addestrato per quanto riguarda l'impostazione dei parametri del sensore, poiché essa avviene automaticamente in background. Grazie a ciò, i problemi tecnici possono essere risolti in modo molto più rapido ed efficiente. Ciò consente di risparmiare sui costi.

Trasmissione digitale dei valori di misura senza errori

Finora i segnali dei sensori analogici sono stati digitalizzati tramite convertitori A/D e scalati nel PLC. Ciò porta ad imprecisioni del valore di misura effettivo.

IO-Link, tuttavia, fornisce i valori di misura dal sensore in modo digitale al controllore. Sono esclusi errori di trasmissione e di conversione dei segnali analogici. I valori di misura trasmessi digitalmente possono essere visualizzati direttamente nella sala di controllo. Il valore trasmesso è sempre identico al valore di misura. Non ci sono più scostamenti tra l'indicazione locale e il valore che il PLC ricava dal segnale analogico. Grazie a IO-Link, anche le interferenze con il segnale analogico, per esempio causate da campi elettromagnetici, appartengono al passato.

Due valori di misura - un sensore

I moderni sensori di processo della ifm forniscono spesso più di un solo valore di misura. Dietmar Wallenstein dice: "Spesso un sensore elabora più di un solo valore fisico. Oltre alla quantità di portata volumetrica o alla pressione, ad esempio, è anche possibile leggere la temperatura del fluido tramite l'interfaccia IO-Link. In passato avevamo bisogno di due sensori per questo scopo" In questo modo si risparmia denaro per l'hardware, il cablaggio e il montaggio, poiché invece di due sensori ne serve solo uno.

Dati diagnostici

Oltre ai dati di processo, il sensore IO-Link può fornire anche dati diagnostici sullo stato dell'apparecchio. Esempio: Il sensore di livello rileva i depositi critici e li segnala al controllore. I sensori fotoelettrici rilevano se una lente è sporca e la segnalano automaticamente. I sensori di pressione memorizzano le perdite di pressione minime e i picchi di pressione massimi del processo e totalizzano il numero di volte che i valori limite vengono superati o non raggiunti. Questa funzionalità aggiuntiva supporta l'utente in modo decisivo quando si tratta di manutenzione basata sulle condizioni. Questa informazione estesa sulle condizioni riduce al minimo i costosi tempi di fermo macchina, aumentando al tempo stesso l'affidabilità del processo.

In conclusione

I sensori offrono un notevole valore aggiunto se dotati di IO-Link. Dietmar Wallenstein riassume i vantaggi della tecnologia Starrag:

"Tutti parlano dell'Industria 4.0, e naturalmente noi di Starrag non siamo ignoranti di questo megatrend. Quando si tratta di ingegneria meccanica, pensiamo in particolare all'aggiornamento delle macchine digitali. Per questo motivo optiamo per IO-Link. Grazie alle robuste interfacce a basso costo, i sensori ci forniscono maggiori informazioni sul processo che possono essere valutate e ottimizzate in modo più efficiente. Questo è uno dei grandi vantaggi di IO-Link e una caratteristica del sensore che contribuisce all'industria 4.0"