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NOVEMBRE 2023 FIELDBUS & NETWORKS 21 Fieldbus & Networks I O-Link si è affermato come standard di comunicazione digitale indipen- dente dal produttore per il cosiddetto ‘ultimo miglio’; i sensori possono essere facilmente integrati in macchine e sistemi, comunicazione bidi- rezionale compresa. IO-Link è sempre più diffuso e, insieme a OPC UA, è diventato una delle più importanti interfacce industriali, soprattutto in ambito Industria 4.0. Il contesto è favorevole come dimostrano i dati riferiti in occasione dall’IO Link Day 2023: i numeri di IO-Link, protocollo di comunicazione industriale nato con l’obiettivo di digitalizzare e/o rendere intelligenti tutti quei dispo- sitivi ‘poveri’, sensori e attuatori, che a bordo macchina e processo sono normalmente analogici o semplici digitali, sono in crescita: si tratta di una soluzione tecnologica senza competitor a livello globale, passata dai 21 milioni di nodi operativi a fine 2020 a 35,7 milioni a fine 2022. E oggi che IO-Link è usata da oltre 440 vendor in tutto il mondo, la sua risonanza si fa sentire ancora di più. Questa crescita esponenziale non è un caso ma il risultato di una consapevolezza crescente delle sue capacità intrinseche e dei benefici che comporta. A differenza dei bus di campo, IO-Link si basa su una connessione punto- punto tra master e dispositivo, eliminando la necessità di un indirizzamento di sensori e attuatori. Oltre ai puri dati di processo, quali valori di distanza o stato di commutazione, vengono forniti anche dati relativi al dispositivo e informazioni sullo stato di funzionamento, ed è quindi ideale per la manuten- zione predittiva. In aggiunta, varie funzioni di IO-Link semplificano la messa in servizio iniziale (da remoto e senza bisogno di istruzioni), la riconfigurazione dei dispositivi e la loro sostituzione durante la manutenzione. Inoltre, poiché il segnale IO-Link viene trasmesso digitalmente e, a differenza dei segnali analogici, resiste alle interferenze, l’installazione può essere ulteriormente semplificata dall’utilizzo di cavi standard non schermati. La tecnologia IO-Link ha il grande vantaggio di poter essere implementata in quasi tutti gli impianti, a prescindere che si tratti di nuovi progetti o riqualifi- cazioni. Per quanto concerne l’architettura, oltre ai sensori IO-Link è necessa- rio disporre di un gateway master IO-Link per il bus di campo corrispondente, Profinet, Ethernet/IP o Ethercat, il quale viene integrato come un normale dispositivo bus di campo e abilita l’accesso ai dati di processo del dispositivo IO-Link (subordinato). Il gateway master IO-Link viene integrato come un normale dispositivo bus di campo e abilita l’accesso ai dati di processo del dispositivo IO-Link Status quo con IO-Link Lo standard IO-Link viene continuamente aggiornato dalla comunità IO-Link, indipendentemente dal costruttore e in linea con esigenze di tipo pratico; tuttavia, se si considera l’interoperabilità del livello dei dispositivi con sistemi superiori, quali per esempio le applicazioni sensor-to-cloud, diventa subito evidente il divario ancora da colmare per raggiungere l’obiettivo. Attualmente, IO-Link rappresenta unicamente lo standard ideale per l’ul- timo miglio, dal modulo I/O al sensore intelligente, e permette l’implemen- tazione rapida ed efficiente di funzioni a bordo macchina con l’utilizzo di moduli base. Anche con configurazioni del sistema e aggiunte successive, l’adattamento della parametrizzazione dei dati è garantito senza la neces- sità di riprogrammare. Questa standardizzazione è tuttora inesistente per quanto riguarda il master. Fino a oggi ci sono stati alcuni approcci legati al bus di campo (per esempio, integrazione IO-Link per Profinet - Edizione 2) e altri specifici per singolo co- struttore; i produttori di master hanno scritto le proprie interfacce o si sono rivolti a fornitori di tecnologia che offrono pacchetti IO-Link, di conseguenza il mercato attuale degli strumenti per configurazioni specifiche di gateway master IO-Link e dei relativi dispositivi è estremamente variegato. SMI: accesso armonizzato Il concetto di SMI - Standardized Master Interface è stato introdotto nella specifica IO-Link V1.1.3 nel 2019 per risolvere le problematiche di standar- dizzazione relative alle interfacce master, armonizzandone gli accessi a tutti i livelli: controllo, protocolli bus di campo, tool master/dispositivo (Pdct), o protocolli più recenti IT o IIoT come Json oppure OPC UA. Vengono scambiate informazioni cicliche e acicliche tra il master IO-Link e il protocollo di livello superiore: • dati di processo ciclici; • configurazione o scambio dati aciclico da e con dispositivi IO-Link; • configurazione porte master; • diagnostica, informazione su eventi e di stato dal master e dai dispositivi IO-Link; • archivio dati. Come illustrato in precedenza, l’accesso a queste informazioni viene attual- mente implementato in modo differente a seconda del produttore e del pro- tocollo. SMI specifica i servizi standardizzati per i dispositivi master IO-Link che permettono lo scambio di informazioni con servizi o protocolli di livello superiore. Ciò consente il trasferimento in modo uniforme dei dati, sia in let- La comunicazione fra master e dispositivi è oggi in larga parte standardizzata; la comunicazione tra master e livello superiore avviene secondo svariate modalità che dipendono dal bus di campo e, in parte, dal produttore: difficilmente è standardizzata