Productnieuws
door TechniShow Magazine

IO-Link ondersteunt voorspellende onderhoudsstrategie

16 juli 2018

Terwijl Industrie 4.0 van conceptfase naar werkfase overgaat, maken de fabrieks- en productieapparatuur gebruik van industriële netwerken om meer verbonden en intelligenter te worden. IO-Link maakt eenvoudige, schaalbare, punt-tot-punt-punt-communicatie mogelijk tussen sensoren of aandrijvingen en de controller.

Belangrijk is dat het toevoegen van intelligentie aan machines ook de mogelijkheid biedt om een voorspellende onderhoudsstrategie te implementeren. De mogelijkheid om problemen te voorzien en vervolgens te plannen in plaats van te reageren op onderhoudsbehoeften minimaliseert downtime en de daarmee gepaard gaande kosten en dit is uiterst waardevol voor gebruikers. Slimmer produceren met een voorspellende onderhoudsstrategie kan alleen worden behaald door het verzamelen van een aanzienlijke hoeveelheid real time sensorgegevens. Een veelzijdige productlijn, een belangrijk voordeel van slimme productie voor bedrijven die verschillende artikelen produceren, heeft gegevens nodig om beslissingen te kunnen nemen om de lijnen aan te passen en bij te stellen.

 

IO-Link opkomend uit de menigte

IO-Link, ook wel bekend als SDCI (Single-Drop Digital Communication) is een open communicatieprotocol dat is voortgekomen uit een groot aantal kostenbesparende alternatieven die al langer bestaan. Maar het verschil met de rest is dat dit een krachtig protocol is dat goed is afgestemd op industrie 4.0. Het maakt eenvoudige, schaalbare, punt-tot-punt-punt-communicatie mogelijk tussen sensoren of aandrijvingen en de controller, in eenvoudige bewoordingen is het in wezen net als een industriële USB. Parker Hannifin is een van de meer dan 130 bedrijven in de IO-Link gemeenschap die kan profiteren van tot nu toe meer dan 3,5 miljoen bereikte knooppunten in het veld. Dit is een vorm van marktpenetratie die niet alleen de relevantie voor de marktbehoeften, maar ook de betrouwbaarheid aantoont.

Geautomatiseerde fabrieksomgevingen omvatten meestal grote controllerkasten met PLC' s, I/O-kaarten en -afsluitingen. Deze vormen de interface voor alle machine-to-machine communicatie. Dankzij de voordelige IP67-masterblokken van IO-Link kunnen veel van deze elementen op de machine zelf worden geplaatst, waardoor de kastruimte aanzienlijk wordt verminderd. Dit wordt bereikt de IO-Link master dichter bij het punt van detectie te brengen en zo de communicatie en bekabeling te vereenvoudigen. Dit is aanzienlijk voordeliger dan het gebruik van IP67 Ethernet-blokken voor I/O's op machines. In vergelijking met discrete bedrading vermindert IO-Link de benodigde bedrading tussen spruitstukken en sensoren aanzienlijk, net als het aantal aansluitingen. Dit laatste verhoogt weer algehele betrouwbaarheid, aangezien elke verbinding een potentieel punt van storing of uitval van het systeem vormt. Bovendien hebben de standaard niet-afgeschermde M12-kabels en connectoren die in IO-Link worden gebruikt slechts drie of vijf draden en bieden ze vele ontwerp-, implementatie- en betrouwbaarheidsvoordelen in vergelijking met de traditionele 25-polige en D-sub connectoren die vaak worden gebruikt in machine- en productieautomatiserings- en besturingssystemen.

 

IO-Link en voorspellend onderhoud

De huidige trends gaan steeds meer naar voorspellend / preventief in plaats van reactief onderhoud. Predictief onderhoud wordt niet alleen in industriële atomisering, maar in veel branches algemeen erkend als de “way to go” -methode. Uit een studie van Accenture en GE bleek dat voorspellend onderhoud kan leiden tot een vermindering van de onderhoudskosten met 30% en tot 70% minder productiestilstand door uitvallend apparatuur. IO-Link is bijzonder geschikt voor een dergelijke benadering en filosofie.

 

Installatie

Terwijl de belangrijkste voordelen van kosten- en stilstandvermindering kunnen worden behaald tijdens de lange levensduur van het  productieproces en -systeem, zijn er ook belangrijke pluspunten voor IO-Link in de installatiefase. Door de eenvoudigere point-to-point topologie is IO-Link sneller en eenvoudiger te installeren dan andere controle- en regelmethoden, zoals Ethernet. Het maakt een snelle probleemoplossing tijdens de inbedrijfstellingsfase mogelijk, die lokaal of op afstand kan worden uitgevoerd. De detectie en resolutie van valse sensorinstellingen en andere knelpunten zijn ook veel eenvoudiger op te sporen, te isoleren en op te lossen. Ten opzichte van een gedecentraliseerde model levert het gecentraliseerde model van IO-Link ook kostenvoordelen op, zowel wat betreft de werkelijke kosten van de benodigde hardware als de arbeidskosten om hardware te installeren en te koppelen.

 

In werking

De grootste en constante voordelen van de IO-Link zijn te behalen tijdens de normale levensduur van de installatie. Met meerdere, gemakkelijk uit te breiden meetpunten geeft IO-Link uitgebreide, nauwkeurige datapunten op de machine en communiceert deze vervolgens in real time zodat processen nauwgezet kunnen worden gevolgd. Sensor gedetecteerde bewegingen (buiten de verstelbare vooraf ingestelde parameters) activeren alarmen en kunnen snel worden aangepakt voordat kostbare, ongeplande onderbrekingen van de productie of beschadigingen van de producten kunnen optreden. In veel gevallen kan een vroegtijdige melding van problemen door sensoren, systeembeheerders in staat stellen het vereiste correctieve onderhoud te onderzoeken, te beoordelen, en te plannen voor een periode waarin de productiecapaciteit laag is of kan worden stopgezet. Dit kan van de ene dag op de andere zijn, of tijdens een grotere geplande stillegging van de installatie. Kosten en verstoring van onvermijdelijke stilstand worden gereduceerd en vervangingsonderdelen kunnen worden ingekocht en reparaties uitgevoerd met de grootst mogelijke controle en efficiëntie.

 

Flexibiliteit en stevigheid

Door de decentrale, plug-and-play topologie is IO-Link flexibel. Deze flexibiliteit wordt nog eens versterkt door de modules en apparaten van verschillende leveranciers die gemakkelijk kunnen worden gecombineerd. Dit maakt het mogelijk bestaande implementaties uit te breiden of aan te passen door meer sensoren en actuatoren toe te voegen voor verbeterde diagnostiek, bewaking en controle. Dit betekent dat een nieuwe configuratie van productieomgevingen snel, eenvoudig en met een laag risico kan worden uitgevoerd ten opzichte van andere complexere, industriële en leveranciers gebonden Ethernet-benaderingen.

Niet alle productieomgevingen zijn schoon, droog en vrij van trillingen en/of andere omgevingsfactoren en deze kunnen de betrouwbaarheid van communicatienetwerken die zijn geïnstalleerd om processen te detecteren, te monitoren en/of te controleren in gevaar brengen. Dit is met name het geval wanneer er een groot aantal verbindingen zijn die elk een potentieel uitvalpunt vormen. De standaard, niet-afgeschermde, vijfpins kabels en connectoren van de nabijheidsschakelaar die in IO-Link worden gebruikt, zijn speciaal ontworpen voor industriële toepassingen, zijn sterk en beschikken over een IP65- of IP67-classificatie, die hun weerstand tegen de uitdagingen van de meeste bedrijfsomgevingen benadrukt. Aangezien alle IO-Link gegevensoverdracht gebaseerd is op een 24-voltsignaal, is gevoeligheid voor elektrische storing geen probleem en zijn afgeschermde kabels en aarding op andere manieren niet nodig.