皮尔磁:工业自动化网络架构的“新宠儿”

供稿:皮尔磁工业自动化(上海)有限公司

     在工业自动化领域,自动化网络的不断发展让我们对“一网到底”充满了向往,期望通过一个网络,全面、详细地读取网络中各部件信息并进行故障诊断。然而,现实技术条件和经济成本给这一“期望”带来了诸多挑战。 以常用的PROFInet为例子,假设要实现一网到底,那么小到每个限位开关、光电开关,大到每台电机驱动器都需要集成PROFInet端口和协议。这一点无论是从技术性还是经济性来看,似乎都有些不切实际。


     从技术性的角度,以S7-1515系列为例,其最大能够支持256个PROFInet从站,而大型自动化场景中,各类开关、传感器、驱动器等的数量总和远超256这个数字。从经济性来看,若让普通的传感器和开关都集成PROFInet接口,这意味着成本将大幅度上升而且外观尺寸也需要重新设计。


IO-Link协议的“横空出世”

     早在2008年,IO Link协议就被纳入IEC 61131-9标准中,正式成为工业自动化领域的开放通信协议,其采用2线制的通信方式可将简单传感器上的状态信息和诊断信息传递给IO Link主站,然后再由IO Link主站转换为上一层的工业网络协议,例如PROFInet, EtherCAT等,这样就能从技术性上和经济性上实现“一网到底”的目标。


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     2022年IO Link Safety正式亮相德国纽伦堡SPS展会,把功能安全纳入到了IO  Link的范畴,这样一来设备上与功能安全相关的传感器、开关、执行机构等就能够通过IO Link Safety协议并入自动化网络中。IO Link Safety协议遵循IEC 61139-2(工业网络 - 单点数字通信接口 - 第2部分:功能安全扩展)标准,能够满足EN ISO 13849-1 PLe和IEC 61508/62061 SIL 3的安全等级要求。


传统安全网络架构的痛点

     IO Link Safety推出以前,我们通常是将安全相关的传感器、开关和执行机构连接到1个现场总线/网络站点(IP67或者IP20)上,由这个站点向上再传输每个器件的简单状态信息(ON/OFF)或者控制每个执行部件(ON/OFF)。从通信层面来看并未到达传感器和执行机构这一现场层,因此现场层上的很多诊断信息都是无法被控制器获取的,例如安全开关的温度、安全光幕的供电电压、执行机构的剩余动作次数寿命等。


IO-Link Safety的优势

     有了IO Link Safety协议后,安全传感器、安全执行机构厂家可以轻松地利用2线制原理将IO Link Safety协议集成在安全部件上。这些安全部件通过简易的2线制电缆连接到IO Link Safety Master站点后就能轻易地连入自动化网络中,例如PROFInet, EtherCAT等,这样的网络架构不会过多占用上层网络协议的站点数量—仅IO Link Safety Master站点会占用,也不会使得原有的安全部件价格成本大幅度提高。


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     IO-Link Safety能够为工业自动化带来更优化的通信与安全保障,它解决了传统安全网络架构的痛点,实现了技术性、经济性与功能安全的有效融合,是工业自动化领域迈向“一网到底”与智能化、安全化发展的重要一步。作为安全自动化领域的知名品牌,皮尔磁PILZ针对IO Link Safety协议的硬件产品将于今年陆续上市,包括IO Link Safety Master主站,带有IO Link Safety接口的高级安全光幕以及集成IO Link Safety接口的按钮单元PITgatebox等,让我们期待一下吧!


发布时间:2025年7月4日 15:54 人气: 审核编辑:唐楠

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