Her makine veya sistemde, giderek daha akıllı hale gelen çok sayıda sensör vardır. Sağladıkları ek veriler, sadece bir örnekten bahsetmek gerekirse, süreçleri optimize etmek için kullanılabilir. IO-Link‘e ek olarak, Emniyetli IO-Link, standart ve işlevsel olarak emniyetli sensörleri kontrol seviyesine bağlamak için tek tip bir iletişim konseptidir.
On yıldan uzun bir süre önce pazara girdiğinden beri, noktadan noktaya teknoloji IO-Link, makine imalatı ve sistem üretiminde kendini kanıtlamıştır. Uluslararası IO-Link topluluğu tarafından yakın zamanda yayınlanan rakamlar bu ifadeyi doğrulamaktadır. 2021 yılında, devreye alınmış çalışan IO-Link cihazlarının yıllık sayısı 6,3 milyon nokta olarak gerçekleşti ve bugüne kadar kurulan toplam sayı 27 milyondan fazla arttı. Çok sayıda kullanıcı için IO-Link teknolojisi, makine ve sistem konseptinin önemli bir bileşeni olarak ortaya çıkmaktadır. Bunun nedeni, IO-Link’in dijitalleşme için olduğu kadar güçlendirici olması, makinelere ve sistemlere monte edilen sensörlerden ve aktüatörlerden gelen bilgi içeriğinde önemli bir artış sağlamasıdır.
Emniyet bileşenlerine sahip IO-Link sistem mimarisi
Noktadan noktaya teknolojinin çeşitli faydalarına rağmen – standartlaştırılmış bağlantı kablosu veya bir IO-Link Cihaz Açıklaması (IIOD) aracılığıyla parametrelendirme kolaylığı gibi – eksiklikler de olmuştur. Örneğin, IO-Link genellikle saha kurulumlarında ilgili cihazları çalıştırdıklarında kullanıcılar için bazı işlevsel güvenlik zorluklarına neden olmuştur. Bunun nedeni, piyasada emniyet sensörleri ve aktüatörleri otomasyon sistemine entegre etmek için standart IO-Link ile karşılaştırılabilir bir çözüm bulunmamasıydı. Makine ve sistem konseptinde, çeşitli farklı emniyet sensörleri ve aktüatörlerinin daha önce ilgili değerlendirme sistemine – örneğin, bir arıza emniyetli kontrolör – çeşitli bağlantı kablolarıyla klasik şekilde bağlanması gerekiyordu. IO-Link emniyet sistemi genişletmesi V1.1.3’ün Mart 2022’de yayınlanması, kullanıcıların entegre bir çözüm konsepti uygulamalarını sağlayan bir standart sunmaktadır. Sistem genişlemesi, IO-Link Safety master’larının ve IO-Link Safety cihazlarının kullanımını sağlayan IO-Link Safety temelinde IO-Link Safety’nin kullanımını açıklar.
IO-Link Emniyet cihazlarının üreticiden bağımsız kullanımı
2016’dan bu yana, otomasyon alanında birkaç farklı IO-Link üzerinden emniyet çözümü mevcuttur. Bununla birlikte, dayandıkları IO-Link konseptinin gereksinimlerini karşılamayan üreticiye özgü yaklaşımlardır. Örneğin, PROFIsafe-over-IO-Link cihazları yalnızca eşleşen IO-Link master ile ve yalnızca PROFIsafe sisteminde kullanılabilir. Cihazlar aslında IO-Link Güvenlik cihazları değil, Profisafe sistemi içinde bir abonedir. Profisafe haberleşme paketleri bu amaçla IO-Link üzerinden haberleşir, böylece IO-Link sadece bir iletim yolu görevi görür. IO-Link master, tüm haberleşme bilgilerini Profinet aracılığıyla gerekli emniyet kontrolörüne aktarır (Şekil 1).
Buna karşılık, IO-Link Safety, sensörlerin ve aktüatörlerin ağ bağımsızlığı, standart bir bağlantı teknolojisi, parametrelerin yapılandırılması için bir IODD kullanımı ve cihazların basit bir şekilde değiştirilmesi gibi kullanıcıların takdir ettiği IO-Link’in tüm avantajlarını sunar. Ayrıca, şartnameye uygun olarak tasarlanan IO-Link Emniyet cihazları, hangi üreticinin IO-Link Safety master’ı yaptığına bakılmaksızın kullanılabilir. Bu, kullanıcıların kendi uygulamaları için piyasadaki en uygun cihazı seçebilecekleri anlamına gelir.
Standart IO-Link için bile IO-Link Safety master’ın esnek kullanımı
Bir IO-Link Emniyet çözümünü çalıştırırken, IO-Link Safety master klasik IO-Link çalışma modunda da çalışır. Bu, kullanıcıların yalnızca tek bir cihazda maksimum esnekliğe sahip olduğu anlamına gelir. IO-Link ve IO-Link Safety’nin desteğiyle, bariz soru gelecekte de karışık bir operasyon olup olmayacağıdır. Cevap kesinlikle evet. Karışık çalışma göz önüne alındığında, IO-Link cihazları ve IO-Link Emniyet cihazları, bilgi konusunda daha fazla katma değer sağlayabilir. Belirgin bir uygulama alanı, genellikle acil durdurma düğmesine ek olarak diğer bileşenleri de içeren kontrol ve sinyalizasyon üniteleridir. Yeni standartla, gelecekte gerekli tüm fonksiyonları kapsayacak ve IO-Link Safety master aracılığıyla kontrol sistemine bilgi iletecek tek bir IO-Link cihazı / IO-Link Safety cihazı olacağını varsayabiliriz. Ayrıca, ışık bariyerleri, lazer tarayıcılar veya IO-Link Emniyet merkezleri de bu avantajlardan yararlanacaktır.
IO-Link Emniyet portlarının çeşitli konfigürasyon seçenekleri
IO-Link Emniyet sistemi genişlemesinin kullanılması lehine konuşan ek bir özellik, her IO-Link Emniyet portunun çok çeşitli yapılandırma seçenekleridir. Bunun için sistem genişlemesinde çeşitli “Özellik Seviyeleri” oluşturulmuştur. Güvenli dijital sinyaller ve güvenli olmayan dijital sinyaller, IO-Link, IO-Link Safety çalışma modları ve her iki konseptten oluşan karma mod aracılığıyla yapılandırılabilir ve bu da IO-Link Safety master’ın esnekliğini daha da artırır. Örneğin, aşağıdaki işlevlerle seviye C’yi destekleyen bir IO-Link Emniyet Sınıfı A bağlantı noktasını yapılandırmak mümkün olabilir:
- IO-Link
- Emniyetli IO-Link
- IO-Link ve Emniyetli IO-Link
- Dijital giriş (DI)
- Dijital çıkış (DO)
- İki kanallı emniyetli dijital giriş (FS-DI) (Şekil 2).
Şekil 2: Açık PLCnext Teknoloji ekosisteminin PLCnext Engineer mühendislik ortamında bir IO-Link Emniyet cihazının yapılandırılması
Sistem genişletme ayrıca B Sınıfı bağlantı noktasını da kapsar. Bu, gelecekte IO-Link cihazlarını daha yüksek bir akım gereksinimi ile tedarik edebilecektir. Kapsamlı fonksiyon yelpazesi sayesinde yeni standart, sahada emniyetle ilgili mevcut çözümün kolayca taşınmasını sağlayacaktır. Ayrıca, kullanıcılara dijitalleşme stratejilerini uygulamak için geleceğe yönelik bir konsept sunar.
IODD ile kolay parametre konfigürasyonu
Geçmişte, IO-Link defalarca daha yüksek makine ve sistem kullanılabilirliği, daha verimli üretim süreçleri, azaltılmış makine maliyetleri veya artan performans gibi yönlerle ilişkilendirildi. Yine de fonksiyonel emniyet çoğunlukla bir sorun değildi. Şimdi, yeni IO-Link Emniyet standardı ile, geliştirilen konseptler makinelere ve sistemlere entegre olarak uygulanabilir. Bu yaklaşımlar hakkında öne çıkan şey, IODD ile parametre yapılandırmasının kolaylığı ve IO-Link Emniyet teknolojisinin de desteklediği IO-Link’in mümkün kıldığı cihaz değişimidir. IO-Link teknolojisinin neredeyse tüm faydalarının fonksiyonel emniyet dünyasına girdiği açıkça ortaya çıkıyor.
Makine yapımı için IO-Link Emniyet, sensörlerin ve aktüatörlerin kontrol seviyesine tutarlı bir şekilde bağlanması için önemli bir unsur olduğunu kanıtlamaktadır. İlk IO-Link Emniyet master sistemlerin ve IO-Link Emniyet cihazlarının 2023 gibi erken bir tarihte birkaç tedarikçi tarafından tanıtılacağı varsayılabilir. Sonuçta, standart, makine ve tesis dijitalizasyonu söz konusu olduğunda kullanıcılar için üreticiden bağımsız bir yol oluşturur.
Yeni Makine Yönetmeliğinin geniş kapsamlı sonuçları
2006/42/EC sayılı Makine Direktifinin kapsamlı revizyonu ve buna bağlı olarak Makine Yönetmeliğine geçiş, tüm piyasa oyuncuları için geniş kapsamlı sonuçlar doğuracaktır. Özellikle makine ve emniyet bileşenleri üreticilerinin, özellikle siber güvenlikle ilgili olarak beklenen değişikliklere erken hazırlanmaları önerilir. Makine ve sistem operatörleri de zorlanacaktır. Mevcut risk senaryoları ışığında, yeni otomasyon konseptlerinin üretici ve kullanıcı tarafından ortaklaşa geliştirilmesi ve uygulanması gerekecektir. Kapsamlı çözüm uzmanlığı ile Phoenix Contact onlara yol boyunca destek olacaktır.
Daha fazla bilgi için
Marcel Franzke, Stratejik Ürün Pazarlama – Güvenlik Otomasyon Altyapısı, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg, Almanya
