Focus su IO-Link

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IO-Link è la chiave del successo nell’automazione industriale del futuro: analizziamo qui alcune soluzioni innovative che impiegano questa tecnologia

I numeri parlano chiaro: IO-Link sta rivoluzionando l’automazione industriale con una crescita esponenziale che dimostra la fiducia e l’entusiasmo del settore. Questa tecnologia offre una serie di vantaggi tangibili, tra cui semplicità di integrazione e configurazione, sostituzione rapida dei dispositivi senza riconfigurazioni manuali, riduzione dei costi di installazione e versatilità per nuove applicazioni. Ma IO-Link non si ferma qui. L’evoluzione continua con innovazioni come: • IO-Link Wireless: elimina la necessità di cablaggi complessi, offrendo flessibilità e scalabilità senza limiti; • IO-Link Safety: integra la tecnologia IO-Link con i più rigorosi standard di sicurezza, per un’automazione sempre più sicura e affidabile; • Profili IO-Link: standardizzano i dati di processo, i parametri di configurazione e le funzioni per un’interoperabilità ottimale; • Integrazione IT-OT: facilita lo scambio dati tra il livello IO-Link e i sistemi di livello superiore, per una maggiore visibilità e controllo. IO-Link rappresenta il futuro dell’automazione industriale, una tecnologia che abilita sistemi più intelligenti, flessibili, sicuri e interoperabili, pronti ad affrontare le sfide dell’Industria 4.0. Per chi opera nel settore dell’automazione, conoscere e adottare IO-Link è un passo fondamentale per rimanere al passo con i tempi e sfruttare appieno le potenzialità della ‘Quarta Rivoluzione Industriale’.

Uno standard per l’era 4.0

Quale altro standard in automazione è riuscito a fare una crescita dell’89% in soli 2 anni? Una prima reazione naturale potrebbe portarci a pensare che è facile raggiungere questi incrementi vertiginosi, quando i numeri in gioco sono piccoli, ovvero basta un nuovo grande progetto per modificare completamente le statistiche. Non è, però, il caso di IO-link, perché qui stiamo parlando di un risultato straordinario: nel 2023 il numero di nodi ha raggiunto la cifra di 51,6 milioni, mentre nel 2021 erano poco più della metà ovvero 27,3 milioni. L’infografica mostra chiaramente l’incremento dei nodi IO-Link dal 2012 al 2023, con previsioni di ulteriore crescita nel 2024. Questo trend sottolinea la fiducia e l’entusiasmo del settore nei confronti di IO-Link, consolidando la sua posizione come standard di riferimento per l’automazione industriale. Queste crescite si basano sui numerosi vantaggi tecnologici di IO-Link, ma soprattutto sono fondate su una community tra le più rappresentative in ambito di comunicazione industriale: la vastissima gamma di sensori e attuatori e relativi software di gestione vanta più di 28.000 prodotti certificati e più di 480 aziende membri della community IO-Link, dimostrando come questa tecnologia sia un ecosistema in continua espansione.

I vantaggi della tecnologia

La tecnologia IO-Link, standardizzata secondo la norma IEC61131-9, si basa su una comunicazione punto-punto tra un master e un device che permette la connessione semplice e affidabile tra sensori, attuatori e sistemi di controllo. Utilizzando una comunicazione punto-punto, IO-Link consente il trasferimento bidirezionale dei dati non solo di processo, ma anche di configurazione e diagnostica. Offre così numerosi vantaggi, tra cui: la facilità di integrazione e configurazione dei dispositivi, la possibilità di sostituzione rapida senza bisogno di riconfigurazioni manuali e la resistenza alle interferenze grazie alla trasmissione digitale. Inoltre, l’utilizzo di cavi standard non schermati riduce i costi di installazione. Grazie alla sua versatilità, infine, IO-Link può essere implementato sia in nuovi impianti, sia in progetti di riqualificazione, rendendolo una soluzione ideale per migliorare l’efficienza e la produttività in ambito industriale.

− L’evoluzione del wireless

IO-Link Wireless è l’evoluzione della tecnologia IO-Link che permette la comunicazione senza fili tra sensori, attuatori e controllori. Questa estensione standardizzata secondo la IEC61139-3 è un’innovazione che elimina la necessità di cablaggi complicati, offrendo diversi vantaggi ideali per l’automazione industriale; per esempio, i dispositivi possono essere posizionati ovunque, anche in zone difficili da raggiungere o in movimento. Inoltre, si riducono i costi di installazione e manutenzione eliminando i cavi, con meno rischi di danni e interventi necessari. Oltre a ciò, con IO-Link Wireless diventa più facile aggiungere nuovi dispositivi alla rete senza modificare l’infrastruttura esistente, consentendo una maggiore scalabilità di connessione. Questa tecnologia apre nuove possibilità, come il monitoraggio di asset mobili e la robotica collaborativa, offrendo la libertà di posizionare i sensori ovunque, senza dover sottostare ai limiti imposti dai cavi.

− Le prospettive in chiave safety

Nel panorama dell’automazione industriale la sicurezza rappresenta un aspetto imprescindibile. E per questo tra i più recenti sviluppi di IO-Link figura proprio lo standard IEC61139-2, che introduce l’opzione IO-Link Safety, una soluzione innovativa che integra la tecnologia IO-Link con i più rigorosi standard di sicurezza soddisfacendo i requisiti di safety fino al livello PL e dello standard ISO13849-1 oppure SIL3 del relativo standard IEC61508. IO-Link Safety, integrandosi con una comunicazione sicura ‘classica’ tra il PLC di sicurezza e il master IO-Link, garantisce una comunicazione sicura fino all’ultimo elemento del campo, che qui è definito come FS-Device. Grazie alla sua architettura flessibile, IO-Link Safety facilita l’aggiunta di funzionalità di sicurezza fino al livello di sensore-attuatore, rappresentando un passo avanti significativo nel campo della sicurezza industriale.

− I nuovi profili IO-Link

L’IO-Link Iodd (IO Device Description) fornisce informazioni dettagliate sul dispositivo abilitato all’IO-Link, come l’identificazione del produttore, il numero di serie, il codice articolo, gli stati operativi, le caratteristiche elettriche e meccaniche e molto altro. Tuttavia, per molti tipi di dispositivi, i dati di processo, i parametri di configurazione e le funzioni non sono ancora completamente standardizzati. La nuova, e in costante aggiornamento, standardizzazione dei profili IO-Link mira a semplificare l’implementazione verso una maggiore standardizzazione e interoperabilità. I recenti profili smart, per esempio, indipendenti dai produttori o dal tipo di sensore, possono essere integrati nel controllore/PLC con uno sforzo significativamente inferiore e possono essere sostituiti in base alle esigenze. I vari tipi di profili supportano una vasta gamma di applicazioni industriali, promuovendo un’adozione diffusa di IO-Link per sfruttarne appieno il potenziale innovativo.

− Integrazione IT-OT

L’integrazione tra IT e OT dei dati è un ulteriore vantaggio nell’utilizzo di IO-Link: rendere i dati del livello IO-Link utilizzabili nei sistemi di livello superiore o nei servizi basati su edge computing e/o cloud deve essere il più possibile semplice e senza interruzioni. Per questo, la comunità IO-Link ha sviluppato e specificato due mapping per l’integrazione IT-OT dei dati in modo standard. Il primo tramite OPC UA, dove la mappatura è stata definita in collaborazione con la OPC Foundation nel documento ‘OPC Unified Architecture for IO-Link Companion Specification’; il secondo è tramite il formato definito da Json, che può essere trasmesso tramite una cosiddetta API Representational State Transfer (Rest) o anche tramite Mqtt. Il formato di scambio è molto leggero e richiede molte meno risorse rispetto a OPC UA. I contenuti e la semantica sono stati specificati per i due meccanismi di trasporto Rest API e Mqtt dalla comunità nel documento ‘Json Intergration for IO-Link’.

Torna l’IO-Link day

Il 1° ottobre 2024, presso Palazzo De Rossi a Sasso Marconi (Bologna), si terrà la II edizione dell’evento ‘IO-Link Day – Dal campo al cloud’. Organizzata da Consorzio PI Italia, la giornata sarà un’occasione per i visitatori per condividere aggiornamenti e best practice del mondo della comunicazione industriale, approfondendo la conoscenza dello standard IO-Link e non solo, con esempi di applicazioni concrete e presentazioni incentrate sui temi safety&security, smart profile, AI, wireless e certificazioni. L’evento vedrà la partecipazione, in qualità di sponsor, di svariate aziende, di cui potete leggere alcune case history nelle prossime pagine di questa rivista.

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