Aktuální vydání

celé číslo

06

2018

Systémy strojového vidění

Výrobní a montážní linky

celé číslo

Snímače di-soric s rozhraním IO-Link

Článek popisuje snímače a signální osvětlení s rozhraním IO-Link ze sortimentu firmy di-soric. Rozhraní IO-Link umožňuje spolehlivou a standardizovanou komunikaci na úrovni snímačů a akčních členů a představuje moderní trend v průmyslové automatizaci. 

Komunikační systém IO-Link je v průmyslové automatizaci stále rozšířenější. Umožňuje spojení bod-bod mezi zařízeními slave a jednotkou master. Nahrazuje konvenční digitální a analogové vstupy a výstupy. Po připojení snímače s rozhraním IO-Link na vstupní nebo řídicí modul s funkcí IO-Link Master dovoluje při nízkých nákladech snadno vytvořit z obyčejného snímače snímač inteligentní. Funkcí IO-Link Master přitom může být vybaven řídicí modul (PLC, I/O jednotka) umístěný v rozváděči, ale i přímo v provozu. Uživatelé oceňují výhody IO-Link zejména při instalaci, konfiguraci, diagnostice a údržbě snímačů. IO-Link by neměl přehlédnout nikdo z techniků, kteří usilují o vyšší spolehlivost navrhovaných zařízení a o jejich vyšší produktivitu v celém životním cyklu, od návrhu přes uvedení do provozu až po údržbu.

Rozhraní IO-Link je standardizováno normou IEC 61131-9:2013 Programmable controllers - Part 9: Single-drop digital communication interface for small sensors and actuators (SDCI)

Vidličkové světelné závory OGU

Firma di-soric již několik desetiletí vyvíjí a dodává vidličkové světelné závory, které jsou vždy na špičce technického vývoje. Nové světelné závory OGU se vyznačují dvěma koncepty zprovoznění. Zaprvé, vzhledem k tomu, že jsou vybaveny rozhraním IO-Link, je možné všechny jejich funkce nakonfigurovat prostřednictvím tohoto rozhraní. Druhou možností je ruční nastavení spínacího bodu potenciometrem na vidličce.

Předností je to, že není nutné pro různé úlohy používat různé vidličkové závory: aplikačně specifické nastavení se nahraje do standardní vidličkové závory nebo se zvolí požadovaný provozní režim z předem připravených a tím je uvedení do provozu hotovo. Obdobně snadná je výměna snímače: data uložená v jednotce master se nahrají do nového snímače.

K dispozici jsou tyto čtyři předem připravené provozní režimy:

  • standardní (Standard) – se spínací frekvencí 5 kHz a reprodukovatelností 0,02 mm,
  • s velkým rozlišením (High Resolution) a s vylepšenou možností detekovat malé předměty,
  • výkonný (Power) – se zvýšeným výkonem zdroje světla pro práci v obtížných podmínkách, např. v prašném prostředí,
  • rychlý (Speed) – se spínací frekvencí až 8 kHz.

Nevyhovuje-li ani jeden z těchto režimů požadavkům v dané úloze, je možné funkce vidličkové závory kompletně nastavit prostřednictvím IO-Link postupem teach-in.

Uživatelům je k dispozici kvalitativní i kvantitativní diagnostika provozu snímače. Kvalitativní diagnostika vyhodnocuje stabilitu měření a kvalitu nastavení snímače postupem teach-in, kvantitativní udává minimální a maximální měřené a nastavené hodnoty.

Na obr. 1 je příklad použití vidličkové světelné závory OGU 081 G3-T3 k monitorování plnění zásobníku. Snímač zde pracuje v režimu Power, protože tak jsou prodlouženy intervaly mezi čištěním optiky na maximum.

Vidličkové světelné závory OGU mají krytí IP67. Jsou zpětně kompatibilní se staršími typy závor, jsou-li stejně jako ony vybaveny konektorem M8. 

Ultrazvukové snímače US

Ultrazvukové snímače US mohou být používány jako spínače, tedy s dvoustavovým výstupem, ale i jako snímače, tedy s výstupem analogovým. Po doplnění o rozhraní IO-Link představují pokročilý, na budoucnost orientovaný koncept ultrazvukového měření vzdálenosti.

IO-Link přidává těmto snímačům zejména možnost nepřetržitě monitorovat jejich provoz. Neméně důležité jsou také rozšířené možnosti nastavení. K dispozici jsou tři režimy teach-in: režim okna, režim dvou spínacích bodů a režim auto-teach. Celé nastavení netrvá déle než 6 s.

Používají-li se snímače v odrazném režimu, neučí se při uvádění do provozu detekovat předmět, ale pozadí. Znamená to, že snímač potom detekuje a signalizuje každou odchylku od pozadí. Tak se dosahuje stabilnějších výsledků detekce než v režimu skenování. Výsledek není ovlivňován např. vlastnostmi povrchu předmětu.

Snímače US jsou dodávány v závitovém (M8 až M18) nebo kvádrovém (Q12) provedení. Konstruktéři, kteří se často potýkají s úkolem maximálně šetřit místo na strojích, ocení jejich malé rozměry, zejména délku. Vzhledem k malým rozměrům a standardizované montáži jsou tyto snímače vhodné také pro retrofit strojů. Dosah závisí na provedení, u nejmenších snímačů M8 je do 80 mm (jen spínací výstup), u největších, M18, až 1,5 m (od velikosti M12 je k dispozici spínací i analogový výstup). 

Ultrazvukový snímač štítků UGUTI

Ultrazvukový snímač štítků UGUTI dokáže detekovat nejen velmi tenké a transparentní a transparentní fóliové štítky, ale spolehlivě si poradí také s metalizovanými štítky a má dostatečnou rezervu i pro detekci tlustých, skládaných štítků. Rozhraní IO-Link umožňuje konfigurovat a monitorovat všechny funkce senzoru. Je-li to výhodnější, je rovněž možné použít ruční nastavení pomocí funkce teach-in: tlačítkem se nastaví požadované meze a detektor je připraven k provozu. Stejně snadný, automaticky prostřednictvím IO-Link nebo ručním nastavením, je též přechod na jiný formát štítku.

Příklad použití je na obr. 3. Ve znázorněné úloze je třeba zajistit přesnou pozici štítku na lahvičce. Proto je zde instalován snímač UGUTI, který přesně měří mezery mezi štítky. Kromě tohoto snímače je na ukázce i vidličková světelná závora, která ve funkci spínače detekuje pozici lahvičky, a ultrazvukový snímač, který měří zbývající průměr role se štítky. 

Osvětlení strojů s funkcí signalizace SB-RGB

Společnost di-soric dodává také svítidla určená do průmyslového prostředí a vhodná k osvětlení pracovního prostoru strojů. Jde o svítidla MB-N a MB-NP s LED s tělesem o délce od od 250 do 910 mm. Jsou odolná proti rázům a vibracím a jejich krytí je IP67. To není u průmyslových svítidel s LED zcela obvyklé a vyžaduje to dobře vyřešit odvod ztrátového tepla ze svítidla. Zvláště je důležité, že svítidla di-soric poskytují dostatečně intenzivní osvětlení s velmi dobrým barevným podáním a tím zvyšují bezpečnost práce na stroji.

Svítidla SB-RGB však nejsou určena primárně k osvětlení pracovního prostoru, ale k signalizaci stavu stroje. Prostřednictvím rozhraní IO-Link lze naprogramovat, za jakých podmínek osvětlení změní svoji barvu, přičemž přednastavené – a pro většinu úloh plně vyhovující – jsou tři základní barvy: zelená, žlutá a červená. Pomocí IO-Link je možné kombinací základních barev určit vlastní barevné odstíny.

V sortimentu di-soric je dále varianta svítidel MB-RGBW. U těchto svítidel je část délky určena k pracovnímu osvětlení bílé barvy a část jako signální barevné osvětlení.

Svítidlo SB-RGB je na obr. 4. Pro lepší pochopení funkce je vhodné zhlédnout krátký videozáznam na https://youtu.be/aTiMDa1zZZo (v elektronické verzi článku je odkaz aktivní). 

Shrnutí výhod IO-Link

Důvody, proč používat snímače a akční členy s rozhraním IO-Link, je možné shrnout do těchto pěti bodů:

  • IO-Link umožňuje snížit náklady tím, že lze omezit skladové zásoby, protože jeden snímač je možné používat pro různé úlohy tak, že se prostřednictvím IO-Link změní jeho konfigurace,
  • IO-Link umožňuje realizovat prostřednictvím dat programů v jednotce IO-Link Master mnohé pokročilé funkce, např. správu receptur, údržbu na dálku, diagnostiku nebo konfiguraci přístrojů ve shodě se standardizovaným profilem snímače (Smart Sensor Profile),
  • IO-Link umožňuje zkrátit dobu montáže a uvedení do provozu tím, že lze používat standardní kabeláž a konektory a snímače lze konfigurovat z IO-Link Master, popř. při výměně použít konfigurační data uložená v IO-Link Master bez nutnosti nový snímač znovu konfigurovat,
  • IO-Link usnadňuje konfiguraci a identifikaci snímače a umožňuje používat další funkce, např. volit pracovní režimy, používat funkci teach-in, vyhodnocovat hodnoty signálů nebo uzamknout nastavení a pracovní režim,
  • IO-Link mění přístup k údržbě prostřednictvím autodiagnostiky a ukládání dat v IO-Link Master (diagnostikovat lze i kvalitativní údaje, např. stabilitu měření nebo funkční rezervu) a umožňuje vyměnit snímač za nový 1 : 1 bez nutnosti jej znovu konfigurovat.

V České republice firmu di-soric zastupuje společnost Amtek – kontakt zájemci najdou na str. 41. Osobně lze odborníky z firmy Amtek navštívit na veletrhu Amper v Brně (pavilon V, stánek 6.12) a konzultovat s nimi použití produktů od firmy di-soric v konkrétních projektech.

[Podklady, tiskové zprávy a katalogy firmy di-soric, www.di-soric.com]

(Obrázky: di-soric)

Petr Bartošík

Obr. 1. Vidličková světelná závora OGU 081 G3-T3 monitoruje plnění zásobníku

Obr. 2. Ultrazvukové snímače US s rozhraním IO-Link v závitovém pouzdru M8 až M18

Obr. 3. Příklad použití ultrazvukového detektoru štítku UGUTI

Obr. 4. Signální svítidlo SB-RGB s rozhraním IO-Link